UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA SEDE … · la titularidad sobre los derechos patrimoniales en...

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA

SEDE QUITO

CARRERA: INGENIERÍA CIVIL

Trabajo de titulación previo a la obtención del título de:

INGENIERO CIVIL

TEMA:

ALTERNATIVAS DE DISEÑO SISMORESISTENTE PARA “EL

PROYECTO DE EDIFICACIÓN CAGUANO TORRES”

AUTOR:

PATRICIO GABRIEL CAGUANO TORRES

TUTORA:

MARTHA MARÍA MOLINA PADRÓN

Quito, marzo del 2017

CESIÓN DE DERECHOS DE AUTOR

Yo Patricio Gabriel Caguano Torres, con documento de identificación N°

1712573185, manifiesto mi voluntad y cedo a la Universidad Politécnica Salesiana

la titularidad sobre los derechos patrimoniales en virtud de que soy autor del trabajo

de titulación intitulado: Alternativas de diseño sismoresistente para “El proyecto de

edificación Caguano Torres”, mismo que ha sido desarrollado para optar por el

título de: Ingeniero Civil, en la Universidad Politécnica Salesiana, quedando la

Universidad facultada para ejercer plenamente los derechos cedidos anteriormente.

En aplicación a lo determinado en la Ley de Propiedad Intelectual, en mi condición de

autor me reservo los derechos morales de la obra antes citada. En concordancia,

suscribo este documento en el momento que hago entrega del trabajo final en formato

impreso y digital a la Biblioteca de la Universidad Politécnica Salesiana.

..............................................

Nombre: Caguano Torres Patricio Gabriel

Cédula: 1712573185

Fecha: Quito, marzo del 2017

DECLARATORIA DE COAUTORÍA DEL DOCENTE TUTOR

Yo, declaro que bajo mi dirección y asesoría fue desarrollado el trabajo de titulación

Alternativas de diseño sismoresistente para “El proyecto de edificación Caguano

Torres”, realizado por Patricio Gabriel Caguano Torres, obteniendo un producto que

cumple con todos los requisitos estipulados por la Universidad Politécnica Salesiana

para ser considerados como trabajo final de titulación.

Quito, marzo 2017

…………………………………

Nombre: Martha María Molina Padrón.

Cédula: 1757050909

CARTA DE AUTORIZACIÓN DE USO DE IMÁGENES, SONIDO,

PATENTES, O INFORMACIÓN EMPRESARIAL

Yo Patricio Gabriel Caguano Torres, con documento de identificación 1712573185,

autorizo el uso de imágenes, sonido, patentes o información empresarial utilizados en

este trabajo de titulación con el tema: “Alternativas de diseño sismoresistente para “El

proyecto de edificación Caguano Torres”.

Nombre: Caguano Torres Patricio Gabriel

Cédula: 1712573185

Fecha: Quito, marzo del 2017

DEDICATORIA

A Dios por brindarme paciencia, fuerza y salud cada día, permitiéndome avanzar con

paso firme en mis metas e ideales.

A mis padres Iván y Grecia, que con infinito esmero y esfuerzo me brindaron el amor

y apoyo que necesite durante toda mi vida, siendo ellos el cimiento para mantener mis

sueños, los pilares que sostienen mis anhelos y el motor que me empuja a seguir

adelante.

A mi hermana Evelyn, quien siempre está en mis pensamientos y en mi corazón,

dándome la guía, la fuerza, y el amor que solo un corazón puro me pudo dar.

A mis familiares que confiaron en mí, en mi capacidad, y en mi esfuerzo durante toda

mi vida académica.

A cada uno de mis amigos, con quien compartí alegrías y tristezas durante mi estadía

colegial y universitaria.

AGRADECIMIENTO

Agradezco a la Universidad Politécnica Salesiana por la formación académica

impartida no solo en el ámbito profesional y personal, sino también en el ámbito ético

y espiritual.

Agradezco a la Carrera de Ingeniería Civil, autoridades y docentes, por guiar cada uno

de los aspectos académicos de mi profesión, un especial agradecimiento al Ing. Mentor

Torres y a la tutora Ing. Martha Molina por su ayuda, conocimiento y entereza durante

mi tiempo de estudio y durante la realización de este trabajo técnico.

ÍNDICE.

INTRODUCCIÓN. ...................................................................................................... 1

CAPÍTULO 1 ............................................................................................................... 2

GENERALIDADES DEL PROYECTO ..................................................................... 2

1.1. Nombre del proyecto. ........................................................................................ 2

1.2. Entidad ejecutora. .............................................................................................. 2

1.3. Cobertura y localización.................................................................................... 2

1.4. Plazo de ejecución. ............................................................................................ 4

1.5. Monto del proyecto. .......................................................................................... 4

CAPÍTULO 2 ............................................................................................................... 5

DIAGNÓSTICO .......................................................................................................... 5

2.1. Descripción de la situación actual del área de intervención del proyecto. ........ 5

2.1.1. Aspectos geopolíticos y límites. ..................................................................... 5

2.1.2. Población. ....................................................................................................... 5

2.1.3. Uso de la edificación. ..................................................................................... 6

2.1.4. Vialidad y accesos. ......................................................................................... 6

2.1.5. Aspecto socioeconómico. ............................................................................... 7

2.1.6. Usos de suelo.................................................................................................. 8

2.1.7. Tipos de suelo............................................................................................... 10

2.1.8. Ambiente. ..................................................................................................... 11

CAPÍTULO 3 ............................................................................................................. 12

OBJETIVOS DEL PROYECTO................................................................................ 12

3.1. Objetivo general y objetivos específicos. ........................................................ 12

3.1.1. Objetivo general. .......................................................................................... 12

3.1.2. Objetivos específicos.................................................................................... 12

CAPÍTULO 4 ............................................................................................................. 13

ANÁLISIS DE LA INFORMACIÓN EXISTENTE ................................................. 13

4.1. Estudio topográfico. ........................................................................................ 13

4.2. Estudio geológico y geotécnico....................................................................... 14

4.2.1. Estratigrafía. ................................................................................................. 14

4.2.2. Tectónica. ..................................................................................................... 15

4.2.3. Riesgo sísmico.............................................................................................. 15

4.2.4. Riesgo volcánico. ......................................................................................... 16

4.2.5. Procesos geodinámicos................................................................................. 17

4.2.6. Información geotécnica. ............................................................................... 17

4.3. Estudio arquitectónico. .................................................................................... 18

4.4. Normas, ordenanzas y códigos. ....................................................................... 21

CAPÍTULO 5 ............................................................................................................. 22

PLANTEAMIENTO Y ANÁLISIS PRIMERA ALTERNATIVA........................... 22

5.1. Generalidades de la estructura......................................................................... 22

5.2. Diseño estructural primera alternativa (Hormigón Armado). ......................... 25

5.2.1. Criterios generales de diseño........................................................................ 26

5.2.2. Cargas. .......................................................................................................... 30

5.2.2.1. Combinaciones de carga. .............................................................................. 42

5.2.3. Diseño de secciones. ........................................................................................ 43

5.3. Elaboración de planos estructurales. ................................................................... 52

5.4. Análisis económico y financiero. ........................................................................ 52

5.4.1. Presupuesto de la estructura. ............................................................................ 52

5.4.1.1. Estimación de volúmenes de obra................................................................. 52

5.4.1.2. Análisis de precios unitarios. ........................................................................ 53

5.4.2. Evaluación económica financiera. ................................................................... 53

5.4.3. Evaluación de sensibilidad............................................................................... 55

5.5. Evaluación de impacto ambiental. ...................................................................... 56

CAPÍTULO 6 ............................................................................................................. 58

PLANTEAMIENTO Y ANÁLISIS SEGUNDA ALTERNATIVA.......................... 58

6.1. Generalidades de la estructura. ........................................................................... 58

6.2. Diseño estructural segunda alternativa (Mampostería estructural). .................... 60

6.2.1. Criterios generales de diseño. .......................................................................... 61

6.2.2. Cargas............................................................................................................... 68

6.2.2.1. Combinaciones de carga. .............................................................................. 77

6.2.3. Diseño de secciones. ........................................................................................ 78

6.3. Elaboración de planos estructurales. ................................................................... 87

6.4. Análisis económico y financiero. ........................................................................ 87

6.4.1. Presupuesto de la estructura. ............................................................................ 87

6.4.1.1. Estimación de volúmenes de obra................................................................. 87

6.4.1.2. Análisis de precios unitarios. ........................................................................ 87

6.4.2. Evaluación económica financiera. ................................................................... 88

6.4.3. Evaluación de sensibilidad............................................................................... 89

6.5. Evaluación de impacto ambiental. ...................................................................... 90

CAPÍTULO 7 ............................................................................................................. 91

7.1. Selección de la alternativa técnica y económicamente óptima. .......................... 91

7.2. Especificaciones técnicas de los rubros. ............................................................. 91

7.3. Cronograma valorado.......................................................................................... 91

CONCLUSIONES ..................................................................................................... 92

RECOMENDACIONES............................................................................................ 94

REFERENCIAS......................................................................................................... 95

ANEXOS ................................................................................................................... 99

ÍNDICE DE TABLAS.

Tabla 1. Coordenadas de implantación del proyecto. ................................................. 3

Tabla 2. Población de la provincia de Pichincha. ....................................................... 5

Tabla 3. Población de la parroquia Calderón por edad y sexo. .................................. 6

Tabla 4. Sectores económicos de la parroquia de Calderón. ...................................... 7

Tabla 5. Descripción de la población económica en la parroquia de Calderón. ........ 7

Tabla 6. Tipo y uso de la superficie de la Administración Zonal Calderón. ............... 9

Tabla 7. Resultados del ensayo de penetración estándar. ......................................... 17

Tabla 8. Cuadro de áreas........................................................................................... 20

Tabla 9. Principales ventajas del Hormigón Armado................................................ 26

Tabla 10. Límites permisibles de las derivas de los pisos. Primera alternativa........ 29

Tabla 11. Propiedades mecánicas del hormigón y acero. ......................................... 30

Tabla 12. Factores de reducción de resistencia. Primera alternativa....................... 30

Tabla 13. Carga viva por planta. Primera alternativa. ............................................. 32

Tabla 14. Coeficiente de corrección. ......................................................................... 33

Tabla 15. Coeficiente de entorno altura. ................................................................... 34

Tabla 16. Coeficiente de forma. ................................................................................. 34

Tabla 17. Coeficientes según el tipo de estructura. ................................................... 35

Tabla 18. Peso reactivo de la estructura. Primera alternativa. ................................ 39

Tabla 19. Cuadro de cargas por piso. Primera alternativa....................................... 40

Tabla 20. Distribución de fuerzas sísmicas por piso. Primera alternativa. .............. 41

Tabla 21. Cuadro comparativo de resultados entre cálculos de Excel 2016 y Etabs

v15.2. Primera alternativa. ........................................................................................ 41

Tabla 22. Combinaciones de cargas. Primera alternativa. ....................................... 43

Tabla 23. Avaluó comercial de la edificación Caguano Torres. Primera alternativa.

.................................................................................................................................... 54

Tabla 24. Beneficio de la edificación Caguano Torres. Primera alternativa............ 55

Tabla 25. Variación de sensibilidad de la edificación Caguano Torres. Primera

alternativa. ................................................................................................................. 56

Tabla 26. Medidas de prevención para la edificación Caguano Torres. Primera

alternativa. ................................................................................................................. 57

Tabla 27. Principales ventajas de la mampostería estructural. ................................ 61

Tabla 28. Límites permisibles de las derivas de los pisos. Segunda alternativa. ...... 66

Tabla 29. Propiedades mecánicas del hormigón y acero. ......................................... 67

Tabla 30. Factores de reducción de resistencia. Segunda alternativa. ..................... 67

Tabla 31. Carga viva por planta. Segunda alternativa.............................................. 69

Tabla 32. Coeficientes según el tipo de estructura. ................................................... 70

Tabla 33. Peso reactivo de la estructura. Segunda alternativa. ................................ 74

Tabla 34. Cuadro de cargas por piso. Segunda alternativa. ..................................... 75

Tabla 35. Distribución de fuerzas sísmicas por piso. Segunda alternativa. .............. 75

Tabla 36. Cuadro comparativo de resultados entre cálculos de Excel 2016 y Etabs

v15.2. Segunda alternativa......................................................................................... 76

Tabla 37. Combinaciones de cargas. Segunda alternativa........................................ 78

Tabla 38. Avalúo comercial de la edificación Caguano Torres. Segunda alternativa.

.................................................................................................................................... 88

Tabla 39. Beneficio de la edificación Caguano Torres. Segunda alternativa. .......... 89

Tabla 40. Variación de la sensibilidad de la edificación Caguano Torres. Segunda

alternativa. ................................................................................................................. 89

ÍNDICE DE FIGURAS.

Figura 1. Mapa de ubicación de la parroquia Calderón. ........................................... 2

Figura 2. Ubicación del sitio del proyecto. ................................................................. 3

Figura 3. Uso y ocupación de suelo de la parroquia de Calderón. ............................ 8

Figura 4. Ubicación geográfica de órdenes de suelos en el cantón Quito. .............. 10

Figura 5. Estratigrafía de la parroquia Calderón. ................................................... 14

Figura 6. Zonas sísmicas para propósitos de diseño y valor del factor de zona Z. .. 16

Figura 7. Distribución arquitectónica tipo. ............................................................... 19

Figura 8. Ejes arquitectónicos N – 5.33. Primera Alternativa.................................. 23

Figura 9. Ejes arquitectónicos N – 2.33 / N + 0.45 / N + 3.45 / N + 6.45 / N + 9.45 /

N + 12.60. Primera Alternativa ................................................................................. 24

Figura 10. Modelo estructural 3D Etabs v15.2. Primera Alternativa. ..................... 25

Figura 11. Esquema de plinto aislado....................................................................... 27

Figura 12. Esquema de viga de hormigón armado. .................................................. 27

Figura 13. Esquema de columna de hormigón armado. ........................................... 28

Figura 14. Losa nervada. .......................................................................................... 29

Figura 15. Factor cortante basal. Primera alternativa............................................. 40

Figura 16. Fuerzas sísmicas de la estructura Excel 2016. Primera alternativa. ........ 41

Figura 17. Fuerzas sísmicas de la estructura Etabs v15.2. Primera alternativa. ..... 42

Figura 18. Material hormigón Etabs v15.2. Primera alternativa. ............................ 44

Figura 19. Material acero de refuerzo Etabs v15.2. Primera alternativa. ............... 45

Figura 20. Diseño Etabs v15.2 y corte transversal columna. Primera alternativa. . 46

Figura 21. Diseño Etabs v15.2 y corte transversal diafragma. Primera alternativa.

.................................................................................................................................... 47

Figura 22. Diseño Etabs v15.2 y corte transversal viga. Primera alternativa. ........ 48

Figura 23. Diseño Etabs v15.2 y corte transversal losa. Primera alternativa.......... 49

Figura 24. Material hormigón Safe v14.1.1. Primera alternativa. ........................... 50

Figura 25. Diseño Safe v14.1.1 y planta plinto tipo. Primera alternativa. ............... 51

Figura 26. Ejes arquitectónicos N + 0.45 / N + 3.45 / N + 6.45 / N + 9.45 / N + 12.60.

Segunda Alternativa ................................................................................................... 59

Figura 27. Modelo estructural 3D Etabs v15.2. Segunda alternativa. ..................... 60

Figura 28. Esquema de losa de cimentación. ............................................................ 62

Figura 29. Esquema de mampostería estructural. .................................................... 63

Figura 30. Esquema de viga de hormigón armado. .................................................. 65

Figura 31. Esquema de columna de hormigón armado. ........................................... 65

Figura 32. Losa nervada. .......................................................................................... 66

Figura 33. Factor cortante basal. Segunda alternativa. ........................................... 75

Figura 34. Fuerzas sísmicas de la estructura Excel 2016. Segunda alternativa. ....... 76

Figura 35. Fuerzas sísmicas de la estructura Etabs v15.2. Segunda alternativa. .... 77

Figura 36. Material hormigón Etabs v15.2. Segunda alternativa. ........................... 79

Figura 37. Material acero de refuerzo Etabs v15.2. Segunda alternativa. ............... 80

Figura 38. Diseño Etabs v15.2 y corte transversal columna. Segunda alternativa. . 81

Figura 39. Diseño Etabs v15.2 y corte transversal mampostería estructural. Segunda

alternativa. ................................................................................................................. 82

Figura 40. Diseño Etabs v15.2 y corte transversal viga. Segunda alternativa. ........ 83

Figura 41. Diseño Etabs v15.2 y corte transversal losa. Segunda alternativa. ........ 84

Figura 42. Material hormigón Safe v14.1.1. Segunda alternativa............................ 85

Figura 43. Diseño Safe v14.1.1 y corte transversal losa de cimentación tipo. Segunda

alternativa. ................................................................................................................. 86

ÍNDICE DE ANEXOS.

Anexo 1. Arquitectura general. ................................................................................. 99

Anexo 2. Coeficientes de perfil de suelo Fa, Fd y Fs. ............................................. 101

Anexo 3. Irregularidades y coeficientes de configuración estructural. .................. 102

Anexo 4. Diseño estructural. Primera alternativa. ................................................. 104

Anexo 5. Diseño definitivo de columnas en el programa Etabs v15.2 y verificación de

diseño. Primera alternativa. .................................................................................... 135

Anexo 6. Diseño definitivo de diafragmas Etabs v15.2 y verificación de diseño.

Primera alternativa. ................................................................................................. 140

Anexo 7. Diseño definitivo de vigas en el programa Etabs v15.2, y verificacion del


Anexo 8. Verificación de nudo entre viga y columna. Primera alternativa. ........... 151

Anexo 9. Diseño definitivo de losas en el programa Etabs v15.2, y verificación del


Anexo 10. Diseño de cimentación en Safe v14.1.1 y verificación de diseño. Primera

alternativa. ............................................................................................................... 179

Anexo 11. Planos estructurales. Primera alternativa. ............................................ 194

Anexo 12. Presupuesto de la estructura. Primera alternativa. ............................... 208

Anexo 13. Estimación de volúmenes de obra. Primera alternativa. ....................... 209

Anexo 14. Análisis de precios unitarios. Primera alternativa. ............................... 210

Anexo 15. Evaluación económica – financiera. Primera alternativa. .................... 261

Anexo 16. Análisis de sensibilidad. Primera alternativa. ....................................... 264

Anexo 17. Evaluación de impacto ambiental. Primera alternativa. ....................... 266

Anexo 18. Diseño estructural. Segunda alternativa. ............................................... 268

Anexo 19. Diseño definitivo de columnas en el programa Etabs v15.2 y verificación

de diseño. Segunda alternativa. ............................................................................... 287

Anexo 20. Diseño definitivo de mampostería estructural en el programa Etabs v15.2

y verificación de diseño. Segunda alternativa. ........................................................ 290

Anexo 21. Diseño definitivo de vigas en el programa Etabs v15.2 y verificación de

diseño. Segunda alternativa. .................................................................................... 292

Anexo 22. Verificación de nudo entre viga y columna. Segunda alternativa.......... 299

Anexo 23. Diseño definitivo de losas en el programa Etabs v15.2 y verificación de


Anexo 24. Diseño de cimentación en el programa Safe v14.1.1 y verificación de


Anexo 25. Planos estructurales. Segunda alternativa............................................. 316

Anexo 26. Presupuesto de la estructura. Segunda alternativa................................ 320

Anexo 27. Estimación de volúmenes de obra. Segunda alternativa........................ 321

Anexo 28. Análisis de precios unitarios. Segunda alternativa. ............................... 322

Anexo 29. Evaluación económica financiera. Segunda alternativa........................ 331

Anexo 30. Análisis de sensibilidad. Segunda alternativa........................................ 334

Anexo 31. Evaluación de impacto ambiental. Segunda alternativa. ....................... 336

Anexo 32. Especificaciones técnicas de la alternativa seleccionada. ..................... 337

Anexo 33. Cronograma de tiempo y valorado del proyecto alternativa seleccionada.

.................................................................................................................................. 353

RESUMEN

El proyecto presenta la viabilidad técnica y económica de dos sistemas constructivos,

el de hormigón armado y el de mampostería estructural, los que serán evaluados con

parámetros y solicitaciones establecidos en Ecuador; se compara el funcionamiento y

comportamiento de cada procedimiento en relevancia a los efectos sísmicos del país y

su aplicación en estructuras de mediana altura, con variabilidad geométrica.

El sistema de hormigón armado con losas nervadas, está fundamentado en cálculos y

parámetros establecidos por los códigos NEC 15 (capítulos de cargas no sísmicas,

diseño sísmico y hormigón armado) y ACI 318S-14 (capítulos de cimentación,

columnas, vigas y losas); el modelo estructural fue realizado en los programas Etabs

v15.2.0 y Safev 14.1.1.

Se determinó los precios unitarios y presupuestos necesarios para la ejecución de la

edificación, utilizando los precios actuales del manual de la Cámara de la industria de

la Construcción CAMICON 2016.

El sistema constructivo de mampostería estructural, está fundado en cálculos y

parámetros definidos en las normas ecuatorianas de la construcción NEC 15 (capítulos

de cargas no sísmicas, diseño sísmico y mampostería estructural); el análisis y

evaluación de la arquitectura está realizada en base a su geometría, proceso

constructivo y eficiencia del sistema.

Se seleccionó la alternativa más óptima para la edificación en estudio, siendo el

sistema de hormigón armado el que mejor se adecua a las características y

solicitaciones arquitectónicas; para el mismo se realizó los cronogramas y

especificaciones técnicas necesarias para su ejecución. Obteniéndose conclusiones y

recomendaciones durante el desarrollo del presente trabajo técnico.

Palabras Claves: diseño sismorresistente, hormigón armado, mampostería estructural.

ABSTRACT

The project presents the technical and economic feasibility of two construction

systems, reinforced concrete and structural masonry, which will be evaluated with

parameters and requests established in Ecuador; We compare the performance and

behavior of each procedure in relevance to the seismic effects of the country and its

application in structures of medium height, with geometric variability.

The reinforced concrete system with ribbed slabs is based on calculations and

parameters established by the NEC 15 codes (chapters of non-seismic loads, seismic

design and reinforced concrete) and ACI 318S-14 (foundation chapters, columns,

beams and slabs); The structural model was performed in the programs Etabs v15.2.0

and Safev 14.1.1.

The unit prices and budgets necessary for the execution of the building were

determined, using the current prices of the manual of the CAMICON Construction

Industry Chamber 2016.

The construction system of structural masonry is based on calculations and parameters

defined in the Ecuadorian standards of construction NEC 15 (chapters of non-seismic

loads, seismic design and structural masonry); The analysis and evaluation of the

architecture is made based on its geometry, constructive process and efficiency of the

system.

The most optimum alternative was selected for the building under study, the reinforced

concrete system being the one best suited to architectural characteristics and demands;

For the same the schedules and technical specifications necessary for its execution

were realized. Obtaining conclusions and recommendations during the development

of this technical work.

Keywords: earthquake resistant design, reinforced concrete, structural masonry.

1

INTRODUCCIÓN.

El Ecuador es un país con alta presencia de sismos, es afectado por tres principales

fallas geológicas, la de Nazca, la de Quito – Latacunga y la Sub andina oriental. Las

mimas han ocasionado varios movimientos telúricos de importancia, provocando la

pérdida de innumerables vidas humanas y económicas.

El incremento poblacional y los eventos sísmicos recurrentes en Ecuador obligan a

implementar nuevos sistemas constructivos, con el fin, de proveer construcciones

seguras, económicas, ejecutables en serie y en cortos plazos.

Este proyecto técnico está orientado al análisis y diseño estructural comparativo entre

dos alternativas de diseño para una edificación, la primera es bajo la modalidad de

hormigón armado y la segunda en mampostería estructural.

Se determinó que alternativa es técnica y económicamente viable para la edificación

en estudio, la misma consta de resistencia sísmica, estabilidad y costos de construcción

óptimos. El diseño y análisis de los elementos estructurales (cimentación, columnas,

vigas, losas, diafragmas, mampostería estructural) cumplen con los requisitos

mostrados en la Norma Ecuatoriana de la Construcción actual (NEC 15) y el código

ACI 318S-14.

Para el diseño y cálculo del proyecto se realizó simplicidad en la estructuración para

así obtener resultados precisos y una rigidez en ambas direcciones apropiada, con el

fin de controlar los desplazamientos laterales; se utilizó los programas

computacionales especialistas en el análisis y diseño sísmico: Etabs Versión 15.2.0,

Safe Versión 14.1.1; la obtención de los planos estructurales se realizó a través de:

AutoCad 2017, Aceres 2016 y para verificación de resultados las hojas electrónicas de

Microsoft Office: Excel 2016.

Adicionalmente se sugiere recomendaciones mínimas para profesionales afines, con la

finalidad de alcanzar un óptimo resultado en edificaciones sometidas a efectos

sísmicos.

2

CAPÍTULO 1

GENERALIDADES DEL PROYECTO

En el presente capítulo se detallan aspectos básicos sobre el sitio de implantación de

la edificación, necesarias para seguir un proceso lógico y detallado.

1.1. Nombre del proyecto.

Alternativas de diseño sismo resistente para la edificación Caguano Torres.

1.2. Entidad ejecutora.

El proyecto está a cargo del Sr. Caguano Torres Patricio Gabriel.

1.3. Cobertura y localización.

Mapa de la parroquia Calderón.

Figura 1. Mapa de ubicación de la parroquia Calderón.

Fuente: Abril, (Google Maps, 2016)

3

La edificación se encuentra en la provincia de Pichincha, cantón Quito, parroquia

Calderón. (Secretaria Nacional de Información, 2013)

Coordenadas del sitio del proyecto:

Tabla 1. Coordenadas de implantación del proyecto.

Nota. Elaborado por Caguano Patricio.

Mapa de ubicación del Lote.

Figura 2. Ubicación del sitio del proyecto.

Fuente: Abril, (Google Maps, 2016)

Coordenadas UTM WGS84786735,061 9990435,562

Coordenadas GEOGRÁFICAS0°05'11.2" S 78°25'26.6" O

Proyecto Edificación

CAGUANO TORRES

4

1.4. Plazo de ejecución.

El tiempo estimado para la elaboración del presente trabajo de titulación será de 4

meses, en los cuales se recaudará información, se realizará el diseño y análisis sismo

resistente de las alternativas propuestas para la edificación, cuantificación de

volúmenes de obra y costos del proyecto.

1.5. Monto del proyecto.

El monto total para la construcción de la edificación será de $ 580685.64 (quinientos

ochenta mil seiscientos ochenta y cinco dólares americanos con 64 centavos), valor

que corresponde únicamente a obra gris.

5

CAPÍTULO 2

DIAGNÓSTICO

En este capítulo se establece un análisis del sitio de estudio, lugar donde se ubicará la

edificación propuesta; se investiga aspectos necesarios de la parroquia como

información política, social, económica, cultural, climática, de salud y vivienda.

2.1. Descripción de la situación actual del área de intervención del proyecto.

2.1.1. Aspectos geopolíticos y límites.

La parroquia de Calderón se encuentra ubicada en el centro de la provincia de

Pichincha, al noroeste del canto Quito, se encuentra limitada: al norte con San Antonio,

al sur con Llano Chico, Zambiza y Puembo, al este con el Distrito Metropolitano de

Quito y Pomasqui, al oeste con Guayllabamba y Tababela. (Secretaria Nacional de

Información, 2013)

La parroquia de Calderón posee 200 barrios, y por eso es considerada como la

parroquia más grande del Distrito Metropolitano de Quito. (Pichincha al dia, 2013)

2.1.2. Población.

La parroquia de Calderón cuenta con una población de: 152 731 habitantes. Libro del

Instituto Nacional de Estadísticas y Censos, (Gobierno Nacional de la República del

Ecuador, 2010)

Tabla 2. Población de la provincia de Pichincha.

Nota. Elaborado por Caguano Patricio. Fuente: Administraciones zonales y parroquiales (Municipio delDistrito Metropolitano de Quito, 2010).

1990 2001 20101.516.902 2.388.817 2.576.287

Población según censosProvincia de Pichincha

6

Tabla 3. Población de la parroquia Calderón por edad y sexo.

Nota. Elaborado por Caguano Patricio. Fuente: Administraciones zonales y parroquiales (Municipio delDistrito Metropolitano de Quito, 2010).

2.1.3. Uso de la edificación.

El desarrollo mercantil y turístico presente en la parroquia de Calderón, concibe que

el sector sea económicamente estable, promoviendo el desarrollo comercial y

fomentando las grandes y pequeñas industrias, así se dispone el uso de la edificación

para oficinas. Situación económica y productiva del DMQ (Municipio del Distrito

Metropolitano de Quito, 2013)

2.1.4. Vialidad y accesos.

La parroquia de Calderón, cuenta con un alto índice de arterias vehiculares, cabe

destacar la vía Panamericana Norte y la avenida Simón Bolívar, las cuales constituyen

el principal acceso al centro de Quito. Además, cuenta con la vía García Moreno que

conecta a 50 barrios, como la Avenida Capitán Giovanni Calles que une a 150 barrios

de la parroquia. Ministerio de Transporte y Obras Públicas (Gobierno Nacional de la

República del Ecuador, 2016)

Adicionalmente se contará con la nueva vía al aeropuerto Mariscal Sucre en Tababela

y el intercambiador en Carapungo.

74.914 77.817 152.731

3.928

Total

Grupos de edadPoblación de Calderón por grupos de edad y sexo.

14.933

21.346

20.210

47.439

41.861

6.942

7.401

10.508

9.950

24.189

21.841

Mujeres

Total:

Menores de 5 años

Niños de 5 a 11 años

Adolescentes de 12 a 18años

Jóvenes de 19 a 35 años

Adultos de 36 a 64 años

Tercera edad 65 y masaños

Hombres Hombres

7.532

10838

10260

23250

20020

3014

7

El sitio de implantación del proyecto cuenta con una vía principal de acceso y dos vías

secundarias, avenida Capitán Giovanni Calles, calle Jorge Carvajal y calle Saul

Quezada respectivamente; la avenida principal es asfalta y señalizada, mientras que

las dos vías secundarias son adoquinadas y señalizadas.

2.1.5. Aspecto socioeconómico.

La parroquia de Calderón, cuenta con cuatro sectores económicamente estables, entre

los cuales se destacan con mayor número de participantes el sector Secundario

(Industrial) y Terciario (Comercios y servicios), lo que ha permitido un desarrollo

económico y social favorable a la población. Subsecuentemente se dispone del sector

Primario (Agrícola) y de Trabajadores nuevos, que son parte del desarrollo económico

y contribuyen al avance social en la parroquia.

Tabla 4. Sectores económicos de la parroquia de Calderón.

Nota. Elaborado por Caguano Patricio. Fuente: Administraciones zonales y parroquiales (Municipio delDistrito Metropolitano de Quito, 2010)

Tabla 5. Descripción de la población económica en la parroquia de Calderón.

Nota. Elaborado por Caguano Patricio. Fuente: Administraciones zonales y parroquiales (Municipio delDistrito Metropolitano de Quito, 2010)

Hombres Mujeres Total

39.979 29.562 69.541

1.232 1.479 2.711

Total

Primario(Agricola)

1.096 677 1.773

Secundario(Industrial)Terciario(Comercio y servicios)

Trabajador Nuevo

13.328 4.965

SectorSectores económicos de la parroquia de Calderón.

18.293

24.323 22.441 46.764

Hombres Mujeres Total

Población en Edad deTrabajar (PET)

59.701 62.975 122.676

Descripción de la poblacion economica en la parroquia deCalderón.

SectorPoblaciónEconómicamente Activa(PEA)

57.224 46.432 103.656

8

2.1.6. Usos de suelo.

Uso y ocupación de suelo de la parroquia de Calderón.

Figura 3. Uso y ocupación de suelo de la parroquia de Calderón.

Fuente: Usos Suelos Principal PUOS U1 (Municipio del Distrito Metropolitano de Quito, 2011)

La Administración Calderón cubre un área total de 12 722.33 hectáreas; de acuerdo a

la figura el uso de suelo en el sitio de implantación es de uso múltiple.

“Múltiple. - Uso asignado a predios en los que pueden coexistir residencia, comercio,

industrias de bajo y mediano impacto, así como equipamientos y servicios compatibles

según el PUOS”. Usos Suelos Principal PUOS U1 (Municipio del Distrito

Metropolitano de Quito, 2011).

Proyecto Edificación

CAGUANO TORRES

9

Tabla 6. Tipo y uso de la superficie de la Administración Zonal Calderón.

Nota. Elaborado por Caguano Patricio. Fuente: Administraciones zonales y parroquias (Municipio delDistrito Metropolitano de Quito, 2010).

La tabla muestra que la mayor parte de la superficie de la Parroquia de Calderón es

suelo urbano o urbanizable, con presencia de área ecológica en protección, mediana

área para agricultura y una mínima área de uso industrial. (Plan Metropolitano de

Desarrollo, 2012)

(hectáreas)

Superficie de la Administración ZonalCalderón según su tipo y uso.

Suelo UrbanoSuelo UrbanizableNo Urbanizable

6 187.631 923.084 611.63

12 722.34

Total

Total

Residencial 1Residencial 2Residencial 3Múltiple

5 483.73

EquipamientoPatrimonialAgrícola ResidencialProtección ecológica

Industrial 2Industrial 3Industrial 4Total

0.002 101.003 275.67

Clasificación del suelo

Uso Residencial

Uso Industrial

Otros Usos

79.190.000.0079.19

637.11

4 218.42734.03367.49163.79

Total 1 065.19

Total 6 013.78Recursos Naturales

RNR 951.52RNNR 113.67

10

2.1.7. Tipos de suelo.

Tipos de suelos en el cantón Quito.

Figura 4. Ubicación geográfica de órdenes de suelos en el cantón Quito.

Fuente: Mapa de suelos (Ministerio de Agricultura y Ganadería, 2016).

El tipo de suelo que predomina en el sector del proyecto es el tipo J3, que constituye

suelos arenosos provenientes de material piroclástico poco meteorizado, el mismo se

encuentra en la parte baja del callejón interandino con relieve tenuemente ondulado.

Siendo predominante en la superficie suelos suaves y oscuros principalmente

constituidos por cenizas volcánicas bajo una carpeta de pastura de aproximadamente

70 cm de espesor, enriquecidos con materia orgánica y por consiguiente con presencia

de calcio y magnesio, lo que los cataloga como suelos Molisoles, que son horizontes

fértiles, productivos e importantes, ampliamente utilizados para la agricultura y

cultivos intensivos.

Sitio del proyecto

CALDERÓN

11

2.1.8. Ambiente.

La temperatura de la parroquia de calderón fluctúa entre los 6°C y 25°C, con un clima

seco – templado, durante el día y un clima frío durante las noches, ubicado a una altura

de 2696 metros s.n.m. con variaciones en su topografía; presenta baja presencia de

precipitaciones que fluctúan entre los 400 mm y 800 mm anuales debido a la falta de

elevaciones colindantes.

Siendo la parroquia de Calderón parte del cantón Quito, se encuentra sujeto a dos

estaciones la seca y la lluviosa, la primera toma lugar entre los meses de julio a

septiembre, mientras que la segunda entre octubre y junio. Mapa de Climas del

Ecuador (INAMHI, 2006)

12

CAPÍTULO 3

OBJETIVOS DEL PROYECTO

En este capítulo se detallan las metas del proyecto técnico, que se tomaran en cuenta

para desarrollar y evaluar la alternativa más recomendable.

3.1. Objetivo general y objetivos específicos.

3.1.1. Objetivo general.

Realizar el análisis, cálculo y diseño sismo resistente de la Edificación Caguano Torres

según las normas ecuatorianas de la construcción actuales, para determinar la

viabilidad técnica y económica de las alternativas de hormigón armado y mampostería

estructural.

3.1.2. Objetivos específicos.

Evaluar los parámetros de diseño de cada alternativa frente a las características

y solicitaciones presentes en la edificación en estudio.

Obtener el diseño sismo resistente de las alternativas de hormigón armado y

mampostería estructural, con el fin de plasmar aspectos de funcionalidad, seguridad

estructural y economía de la edificación.

Elaborar el cálculo de elementos estructurales, planos estructurales, costos de

construcción, evaluación de impacto ambiental, cronograma valorado y de tiempo de

las alternativas en estudio.

13

CAPÍTULO 4

ANÁLISIS DE LA INFORMACIÓN EXISTENTE

En este capítulo se analiza la información topográfica existente, con el fin de seguir un

proceso metodológico, para así obtener un adecuado diseño sismo resistente para las

alternativas planteadas, dentro del proyecto.

4.1. Estudio topográfico.

La Topografía es la ciencia que estudia el conjunto de procedimientos

para determinar las posiciones de puntos sobre la superficie de la tierra,

por medio de medidas según los tres elementos del espacio. Estos

elementos pueden ser: dos distancias y una elevación, o una distancia,

una dirección y una elevación. Para distancias y elevaciones se emplean

unidades de longitud (en sistema métrico decimal), y para direcciones

se emplean unidades de arco. (grados sexagesimales). El conjunto de

operaciones necesarias para determinar las posiciones de puntos y

posteriormente su representación en un plano es lo que se llama

comúnmente "Levantamiento". Procedimiento para el Levantamiento

Topográfico (Centro de Investigaciones Hidráulicas e Hidrotécnicas,

2006, pág. 36).

El encargado de realizar estos levantamientos topográficos se denomina topógrafo, el

cual está encargado de realizar a detalle el levantamiento de la superficie propuesta y

plasmar esa información en digital y/o físico, como planos de relieves, cortes

longitudinales y transversales, curvas de nivel entre otros.

Herramientas y equipos que se utilizan en un levantamiento topográfico.

El levantamiento topográfico se lo realiza por medio de herramientas de medición

entre las que se pueden mencionar:

Estación Total que incluye su trípode, prisma y barra, GPS portátil, cámara fotográfica

de alta definición, carta con puntos georreferenciados, cinta métrica, estacas, pintura,

piola.

14

Para el trabajo de gabinete se cuenta con varios programas computacionales, que

permite procesar la información obtenida en campo y alcanzar los detalles requeridos

del mismo. Topografía plana (Matera, 2002, pág. 20).

4.2. Estudio geológico y geotécnico.

La localización del sitio del proyecto permite determinar la composición del suelo, su

origen, posibilidad de fallas geológicas, perfil estratigráfico, la capacidad portante del

suelo; características que infieren en el diseño de la estructura. Ingeniería Geológica

(Vallejo, 2004, pág. 02)

4.2.1. Estratigrafía.

Carta geológica, parroquia Calderón.

Figura 5. Estratigrafía de la parroquia Calderón.

Fuente: Infraestructura de datos espaciales del INIGEMM (Instituto Nacional de Investigación

Geológico Minero Metalúrgico, 2016)

15

Cangagua Qc, (Cuaternario), es un deposito conformado en mayor parte por toba y

ceniza, de color café amarillento, con carpetas de arena media y gruesa de color

grisáceas, además de estratos de lapilli de color blanco amarillento, ha sido formado

gracias a los volcanes adyacentes. Mapa Geológico del Ecuador (Instituto Nacional de

Investigación Geológico Minero Metalúrgico, 2016)

Volcánicos San Juan PSJ, (Plioceno), es un deposito formado de lavas, piroclastos,

aglomerados, y cenizas aglomeráticas; puede ser considerada una zona altamente

fallada, en consecuencia, altamente inestable. El espesor de este depósito puede

alcanzar los 500 metros. Mapa Geológico del Ecuador (Instituto Nacional de

Investigación Geológico Minero Metalúrgico, 2016).

4.2.2. Tectónica.

La parroquia Calderón se ve afectada por la estructura geológica denominada falla o

sistema de fallas de Quito, que se encuentra ubicada al este de la ciudad de Quito cerca

de los Valles de Los Chillos y Tumbaco, por el extremo oriental conocido como las

colinas del Tablón, frente a Amaguaña y en el lado norte afectando a Calderón. La

falla de quito es una falla inversa, lo que significa que el bloque de Quito se eleva con

respecto al bloque de los Valles, esto se produce por resultado de una compresión

tectónica que golpea al continente desde el oeste. Nivel de Alerta (Proporcionado por

la SGR) (Instituto Geofísico, 2016)

4.2.3. Riesgo sísmico.

El Ecuador tiene una larga historia de actividad sísmica que, en los

últimos 460 años, ha provocado la destrucción de ciudades enteras

como Riobamba e Ibarra, con la muerte de más de 60 000 personas.

Escenarios sísmicos probables evaluados en Quito, Guayaquil y

Cuenca, muestran la necesidad urgente por emprender en programas

para la mitigación del riesgo sísmico. El estudio del riesgo sísmico y su

impacto en el desarrollo, constituye un reto científico crucial para el

siglo veinte y uno. Norma Ecuatoriana de la Construcción (Ministerio

de Desarrollo Urbano y Vivienda, 2015, pág. 14).

16

Zonas sísmicas en el Ecuador.

Figura 6. Zonas sísmicas para propósitos de diseño y valor del factor de zona Z.

Fuente: Norma Ecuatoriana de la Construcción Capítulo 2. Peligro sísmico (Ministerio de Desarrollo

Urbano y Vivienda, 2015, pág. 15)

Calderón se encuentra en la zona sísmica IV, con un valor de 0.4 g para el factor Z,

este valor representa a la aceleración sísmica en proporción de la aceleración de la

gravedad.

4.2.4. Riesgo volcánico.

La estructura de Quito, presenta a una distancia de 12 km el volcán Pichincha como

primordial amenaza, pero también como amenaza potencial el volcán Cotopaxi y el

Pululahua que se encuentran en estado pasivo – activo, puesto que en caso de erupción

del volcán Cotopaxi se cortaría la comunicación y comercio con el sur de Ecuador;

adicionalmente se debe tomar en cuenta a los volcanes activos Cayambe y Antisana,

que en caso de erupción afectarían a las zonas aledañas de Quito.

17

La actividad volcánica presente en nuestro país constituye un alto riesgo para la ciudad

del Distrito Metropolitano de Quito, la cual sería afectada por flujos de volcanes, flujos

piroclásticos, flujos de lava, y efectos relacionados con la ceniza volcánica no solo en

la salud de los habitantes sino en la topografía y geografía de la ciudad. Erupciones

Volcánicas (Secretaria de Gestión de Riesgos, 2016)

4.2.5. Procesos geodinámicos.

La parroquia de Calderón posee un relieve llano, por lo que no presenta variaciones en

su superficie, ni alteraciones de tipo mecánico, químico o bilógico, por lo tanto, no

presenta procesos geodinámicos.

4.2.6. Información geotécnica.

El objetivo de la información geotécnica, es el de enfocarse al sitio de implantación

del proyecto, motivo por el cual se dispone del estudio de suelos del mismo. En el

estudio de suelos se muestra 3 perforaciones de 6 metros de profundidad, en cada una

de las perforaciones se realizó un ensayo de penetración estándar cada 50 centímetros

y se recuperó muestra alteradas con la misma frecuencia.

Los trabajos de laboratorio se constituyen en humedad natural, clasificación visual y

manual de cada una de las muestras obtenidas; límite de Atterberg y ensayos de

granulometría en las muestras que se creyeron distintivas de cada estrato.

Pozo No 1, Pozo No 2 y Pozo No 3, el primer y único estrato descrito en las tres

perforaciones llega a 6 metros de profundidad y corresponde a un suelo limo arenoso,

inorgánico de baja compresibilidad, color café, plasticidad baja, consistencia y

humedad media.

Tabla 7. Resultados del ensayo de penetración estándar.

Nota. Elaborado por Caguano Patricio. Fuente: Informe de estudio de suelos para el sitio del proyecto.

Descripción Profundidad No de golpes Humedad ClasificaciónPozo No 1 6 m De 3 a 50 Entre 26 y 30 % MLPozo No 2 7 m De 20 a 55 Entre 22 y 29 % MLPozo No 3 8 m De 5 a 59 Entre 20 y 24 % ML

Ensayo de penetración estándar.

18

El informe de estudios de suelos sugiere como recomendación para cimentación los

plintos aislados arriostrados con cadenas de amarre en los dos sentidos ortogonales o

vigas de cimentación.

El suelo presenta una capacidad portante admisible de 25 ton/m2 y el nivel de

desplante será - 4.75 metros con respecto al N ± 0.00, previo al desplante se deberá

compactar el suelo con equipo mecánico, con una energía de compactación equivalente

al proctor modificado y cuyo porcentaje de compactación mínimo a alcanzar será de

90%. Estudio de suelos (Galvez, 2016)

4.3. Estudio arquitectónico.

El siguiente estudio tiene como base el detallar y analizar la información arquitectónica

perteneciente a la edificación Caguano Torres, que se encuentra localizado en la

parroquia de Calderón, la misma cuenta con todos los servicios básicos (Red de agua

potable, red de luz eléctrica, red de alcantarillado, telefonía e internet), lo que permitirá

un adecuado desenvolvimiento de los ocupantes de la edificación.

El proyecto tiene un área de 807.30 m2, el acceso al sitio de implantación del proyecto

se lo realiza por la Avenida Capitán Giovanni Calles, como vía principal, además

cuenta con las vías perimetrales calle Jorge Carvajal, Efraín Armas y Saúl Quezada.

El proyecto constituye de una edificación de seis niveles los cuales están distribuidos

en planta de subsuelo 2, planta de subsuelo 1, planta baja, primera planta alta, segunda

planta alta y tercera planta alta; cuenta con dos parqueaderos en los dos subsuelos

respectivamente y terraza accesible en la parte alta.

La edificación será para uso de oficinas con una distribución general por planta alta de

sala de reuniones, cuarto de tableros, baños para hombres y mujeres, área de

servidores, cafetería, cocina, vivienda de conserje, área de compensaciones, área de

archivo pasivo, área de archivo de crédito, sala de auditorio, dieciocho parqueaderos

en subsuelo 1 y doce parqueaderos en subsuelo 2.

Ver Anexo 1. Arquitectura general.

19

Plano Arquitectónico.

Figura 7. Distribución arquitectónica tipo.

Nota. Elaborado por Caguano Patricio. Fuente: Planos arquitectónicos.

20

Tabla 8. Cuadro de áreas.


Nivel Distribución del área Área Bruta m²N - 5,33 Parqueaderos 324,32

Parqueaderos1/2 BañoVivienda conserje 80,37CompensacionesCaja fuerteCaja de tableros1/2 BañoArchivo pasivoÁrea de cajas y atención al publicoCajero diferidoArchivo pasivoArchivo de créditoCuarto de tablerosBaño mujeresBaño hombresÁrea de esperaCoordinador de crédito y cobranzaJefe de seguridadÁrea de cafeteríaBaño personal cafeteríaCocina cafeteríaÁrea de servidoresReparaciónCuarto de tablerosBaño mujeresBaño hombresGerenciaBaño gerenciaSala de reunionesBaño sala de reunionesÁrea de cafeteríaBaño personal cafeteríaCocina cafeteríaÁrea de bodegaCuarto de tablerosHall FoyerBaño mujeresBaño hombresAuditorioÁreas de uso múltiple

3184,28

Tercera Planta Alta N + 9,45 531,87

Total

Primera Planta Alta N + 3,45 522,42

Segunda Planta Alta N + 6,45 531,87

Planta Baja N + 0,45386,80

DescripciónPlanta de Subsuelo 2

Planta de Subsuelo 1 N - 2,33 / N - 2,15 806,63

21

4.4. Normas, ordenanzas y códigos.

Las normas, ordenanzas y códigos, son instrumentos que normalizan procesos, diseños

y cálculos bajo criterios científicos, evaluados y coordinados para garantizar la

seguridad y optimo desempeño de elementos estructurales sometidos a solicitaciones

exteriores.

Los elementos estructurales de hormigón armado serán realizados en base a la Norma

Ecuatoriana de la Construcción vigente en la actualidad (NEC 15), el mismo ha sido

desarrollado por el convenio de Cooperación Interinstitucional entre la Cámara de la

Industria de la Construcción (CAMICON), y el Ministerio de Desarrollo Urbano y

Vivienda (MIDUVI), además de profesionales, docentes de educación superior de todo

el país, consultores e investigadores nacionales e internacionales y el Instituto

Geofísico de la Escuela Politécnica Nacional; la Norma Ecuatoriana de la

Construcción cuenta con diez secciones obligatorias a ser aplicadas para el diseño de

edificaciones.

“Esta normativa representa para el Ecuador, un medio idóneo para mejorar la calidad

de las edificaciones y sobre todo para proteger la vida de las personas. Su aplicación

incidirá en el impulso al desarrollo tecnológico”. Norma Ecuatoriana de la

Construccion Capitulo 2. Peligro sísmico (Ministerio de Desarrollo Urbano y

Vivienda, 2015, pág. 15).

Adicionalmente se cuenta con los documentos del Instituto Americano del concreto

ACI 318S-14, para elementos de concreto estructural, en su versión traducida al

español.

Se seguirá las ordenanzas actuales para el Distrito Metropolitano de Quito, estos

mandatos se aplican al uso y ocupación del suelo, tipos de construcciones, regulaciones

metropolitanas, entre otros, los cuales son de carácter aplicativo obligatorio y se

amparan en bases legales.

22

CAPÍTULO 5

PLANTEAMIENTO Y ANÁLISIS PRIMERA ALTERNATIVA

Se planteó como primera alternativa de diseño sismo resistente el sistema tradicional

de construcción basado en hormigón armado y losas nervadas, sistema que se ha

empleado y desarrollado con excelentes resultados bajo solicitaciones exteriores,

permitiendo asegurar el correcto funcionamiento de la estructura y la seguridad de sus

ocupantes.

5.1. Generalidades de la estructura.

La edificación Caguano Torres es para uso de oficinas, motivo por el cual cada

elemento estructural será diseñado bajo esta característica principal, por lo tanto, la

edificación no podrá ser reutilizada para ningún otro uso u ocupación. Entre los

elementos que consta la edificación se cuenta con dos subsuelos para parqueaderos,

vivienda de conserje y las plantas altas para servicios de oficina.

Ver Anexo 1. Arquitectura general.

La cimentación estará constituida por plintos aislados de hormigón armado, indicación

adoptada del estudio de suelos realizado en el sitio de implantación del proyecto; es

un elemento estructural primordial por lo cual contará con la suficiente conformación

geométrica y cantidad de acero estructural en ambas direcciones, con el fin de

garantizar una correcta disipación de fuerzas al contacto con el suelo, evitando el cruce

de los bulbos de presión generados por cada plinto.

Las columnas, vigas y losas serán de hormigón armado, con una óptima concentración

de acero y hormigón, balanceada para su correcto desempeño estructural, además las

losas serán nervadas y aligeradas con bloque.

La edificación contara con elementos estructurales como diafragmas, los mismos que

ayudan a la rigidez de la estructura, permitiendo asegurar una óptima interacción entre

cada elemento estructural sujetos a fuerzas sísmicas.

23

La edificación en estudio cuenta con los correspondientes ejes arquitectónicos, a estos

se les podrá añadir los ejes estructurales necesarios para una correcta descripción y

lectura de los mismos.

Ejes arquitectónicos.

Figura 8. Ejes arquitectónicos N – 5.33. Primera Alternativa.


24


Figura 9. Ejes arquitectónicos N – 2.33 / N + 0.45 / N + 3.45 / N + 6.45 / N + 9.45 / N + 12.60.Primera Alternativa


25

5.2. Diseño estructural primera alternativa (Hormigón Armado).

La estructura debe considerarse como un grupo de elementos, ubicados de forma

sistemática que trabajan monolíticamente para alcanzar los objetivos de estabilidad,

funcionalidad, estética, seguridad y economía establecidos para el mismo.

El comportamiento que presenta el hormigón y el acero estructural, frente a la

resistencia a la compresión y a la resistencia a la tensión respectivamente, permite

obtener elementos estructurales que interactúan mutuamente frente a solicitaciones

externas.

Modelo estructural 3D Etabs v15.2.

Figura 10. Modelo estructural 3D Etabs v15.2. Primera Alternativa.

Nota. Obtenido del programa Etabs v15.2.

26

Tabla 9. Principales ventajas del Hormigón Armado.

Nota. Elaborado por Caguano Patricio. Fuente: Diseño de Estructuras de Hormigón Armado(Alvéstegui, 2015, pág. 113)

5.2.1. Criterios generales de diseño.

Los principales elementos estructurales, que conforman el sistema estructural basado

en hormigón armado son:

Plintos.

Columnas.

Vigas.

Diafragmas.

Losa de entrepiso.

La cimentación será compuesta por plintos aislados, los cuales cumplirán con el

objetivo de soportar las cargas presentes en la estructura y transmitir dichas cargas al

suelo subyacente, para que este soporte las cargas presentes en la superestructura y no

permita asentamientos.

Característica RazónPrincipales Ventajas del Hormigón Armado

1.- MaterialesCuenta con disponibilidad de los materiales, por lo general encasi todos los lugares.

8.. ImpermeabilidadLa perfecta unión entre elementos permite asegurar una altaimpermeabilidad de la estructura, siendo capaz de almacenarlíquidos.

Material moldeable a cualquier forma arquitectónica requerida.

El hormigón es malo conductor del fuego y su resistencia estaentre 1 a 3 horas.

Resistente a fuerzas de compresión, tracción, corte y flexión.

El mantenimiento para este tipo de material es mínimo.

Debido a que todos los elementos estructurales están unidossólidamente entre si, presentan alta estabilidad a movimientossísmicos.Debido a que el acero estructural se encuentra cubierto por unacapa de hormigón este no requiere de ningún tipo de método deconservación.

2.- Adaptabilidad

3.- Resistencia al Fuego

4.- Resistencia a fuerzas

5.- Mantenimiento

6.- Monolítico

7.- Conservación

27

Los plintos o zapatas aisladas son los elementos estructurales más usados comúnmente

y soportan la carga de una única columna. Estos elementos cuentan con acero

estructural ubicados en sus dos direcciones. Adicionalmente los plintos aislados

constituyen la solución más económica entre diferentes tipos de cimentación.

Plinto aislado.

Figura 11. Esquema de plinto aislado.


El parámetro principal para la estructura en estudio es la seguridad, por lo tanto, la

edificación debe tener la capacidad de soportar solicitaciones máximas, puesto que las

mismas juegan un papel importante durante la vida útil de la estructura.

Viga de hormigón armado.

Figura 12. Esquema de viga de hormigón armado.


28

Las columnas y las vigas, están constituidas por hormigón armado; a este tipo de

conformación se las denomina columnas y vigas estribadas, el acero estructural está

dispuesto longitudinalmente y transversalmente, con el objetivo de asegurar un óptimo

desempeño de los elementos estructurales sometidos a solicitaciones axiales, de

compresión y flexión. La conformación geométrica de columnas y vigas para el

presente estudio serán rectangulares o cuadradas, aunque estas pueden ser octogonales,

con forma de L, circulares, entre otros.

En las columnas, el acero estructural utilizado en los estribos, ayuda a aumentar la

resistencia al corte, los estribos confinan las varillas longitudinales evitando el efecto

de pandeo y el quiebre de recubrimiento.

Columnas de hormigón armado.

Figura 13. Esquema de columna de hormigón armado.


La losa está constituida por vigas de hormigón armado en sentido longitudinal y

transversal, para aligerar el peso de la misma se utiliza bloques prefabricados, que

permite formar nervios entre la separación de cada par de bloques, esto permite tener

un espesor uniforme, así los esfuerzos de corte y flexión resultan bajos, también resiste

cargas concentradas debido a que los nervios distribuyen las cargas a áreas más

grandes. Este tipo de losas tiene la característica de permitir realizar aislamiento

acústico y térmico.

29

Losa nervada.

Figura 14. Losa nervada.


El control de deformaciones es un punto primordial a ser evaluado en el diseño de la

estructura, por lo tanto, se determinó el valor de las derivas máximas de cada piso, las

cuales fueron controlables. Es así que las derivas máximas presentes en cada planta no

deben superar los valores presentes en la norma ecuatoriana de la construcción (NEC

15, Capitulo 2. Peligro Sísmico), estos valores representan un porcentaje de altura de

piso para estructuras de hormigón con un valor máximo permisible de DM = 0.02.

Tabla 10. Límites permisibles de las derivas de los pisos. Primera alternativa.

Nota. Elaborado por Caguano Patricio. Fuente: Norma Ecuatoriana de la Construcción Capítulo 2.Peligro sísmico (Ministerio de Desarrollo Urbano y Vivienda, 2015, pág. 40)

Para el diseño de los elementos estructurales presentes en la edificación, se utilizó las

siguientes propiedades físicas y mecánicas del hormigón y el acero; así como factores

de reducción de resistencia según las solicitaciones presentes.

Hormigón armado, estructuras metálicas y de madera 0,02Mampostería 0,01

Descripción de la estructura: ΔM Máxima (Sin unidad)

30

Tabla 11. Propiedades mecánicas del hormigón y acero.

Nota. Elaborado por Caguano Patricio. Fuente: Norma Ecuatoriana de la Construcción Capítulo 5.Hormigón armado. (Ministerio de Desarrollo Urbano y Vivienda, 2015, pág. 33).

Tabla 12. Factores de reducción de resistencia. Primera alternativa.

Nota. Elaborado por Caguano Patricio. Fuente: Norma Ecuatoriana de la Construcción Capítulo 5.Hormigón armado. (Ministerio de Desarrollo Urbano y Vivienda, 2015, pág. 34).

5.2.2. Cargas.

Carga muerta (carga permanente).

Las cargas permanentes están constituidas por los pesos de todos los

elementos estructurales que actúan en permanencia sobre la estructura.

Son elementos tales como: muros, paredes, recubrimientos,

instalaciones sanitarias, eléctricas, mecánicas, máquinas y todo

artefacto integrado permanentemente a la estructura. Norma

Ecuatoriana de la Construcción Capítulo 1. Cargas no sísmicas

(Ministerio de Desarrollo Urbano y Vivienda, 2015, pág. 11).

Valor Unidadesfy 4200 kg/cm2Es 2100000 kg/cm2

Valor Unidadesf'c 240 kg/cm2Ec 12000 √f'c kg/cm2

Descripción

Descripción

Propiedades físicas y mecánicas

Hormigón

Esfuerzo máximo de comprensiónModulo de elasticidad

Acero

Esfuerzo de fluenciaModulo de elasticidad

Aplastamiento

Factores de reducción de resistencia

0.750.650.750.65

Secciones controladas por tracciónTracción axialSecciones controladas por compresión: Elementos con refuerzo transversal en espiral Otros elementos reforzadosCortante y torsión

SolicitacionesFactores de reducciónde resistencia φ

0.90.9

31

CALCULO DE CARGAS

= Bidireccional= 0.25 m= 2.40 T/m3= 2.20 T/m3= 2.20 T/m3= 0.85 T/m3= 1.00 m= 0.40 m= 0.10 m= 0.05 m= 0.20 m= 0.05 m

Peso propio de la losa= 1.00 m Panel de Calculo (1x1)m= 0.25 m= 0.10 m= 0.05 m= 0.00 m= 8.00 u= 0.64 m2 Dimensiones Bloque de 20x40x20= 0.29 T/(m2 de losa)= 0.06 T/(m2 de losa)= 0.35 T/(m2 de losa)

= 0.05 m= 0.11 T/m2= 0.11 T/m2

= 0.35 T/m2= 0.11 T/m2= 0.46 T/(m2 de losa)

Peso de mampostería

= 0.20 T/m2

= 0.66 T/(m2 de losa)

Longitud de PanelBloque ( b )

Peralte ( h )ϒ Hor. Armadoϒ Paredesϒ Masilladoϒ Bloques

CARGA MUERTA

DatosTIPO

Área de bloques

Nervio ( n )Recubrimiento ( r )Altura bloque ( h - r )Espesor Masillado ( em )

Peralte ( h )NervioEspesor Losetah - rNumero de bloques

Longitud de Panel

TOTAL D (carga muerta):

TOTAL

Peso de bloqueSubtotal

Sub total

peso propio de losapeso del masillado

Mampostería

Cada Bloque Pesa 7 kg o0.007 T/unidad

Peso del masilladoEspesor Masillado ( em )Peso

Peso total de la losa

Peso de loseta + Nervio

32

Carga viva (sobrecarga).

La carga viva, también llamada sobrecargas de uso, que se utilizara en

el cálculo depende de la ocupación a la que está destinada la edificación

y están conformadas por los pesos de personas, muebles, equipos y

accesorios móviles o temporales, mercadería en transición, y otras.

Norma Ecuatoriana de la Construcción Capítulo 1. Cargas no sísmicas

(Ministerio de Desarrollo Urbano y Vivienda, 2015, pág. 11).

Tabla 13. Carga viva por planta. Primera alternativa.

Nota. Elaborado por Caguano Patricio. Fuente: Norma Ecuatoriana de la Construcción Capítulo 1.Cargas no sísmicas (Ministerio de Desarrollo Urbano y Vivienda, 2015, págs. 25 - 31)

( P ) Carga por viento.

Las estructuras de más de 2 pisos están expuestas a los efectos del viento, es una masa

de aire que se desplaza principalmente de forma horizontal, aunque tiene un

movimiento dinámico se la considera estática para fines de cálculo.

Parqueadero 2 N - 5.33N - 2.33N - 2.15

Coordinacion N + 3.45Gerencia N + 6.45Auditorio N + 9.45Recreativa N + 12.60Inaccesible N + 14.50

Carga VivakN/m2

Carga Vivakg/m2

240,00240,00290,00300,0070,00

0,00200,00

0,00

240,00

0,002,00

2,40

Subsuelo 2

Primera planta Alta

Subsuelo 1 Parqueadero 10,00

Planta bajaArea de atencion apublico

N + 0.45 2,40

Descripcion Uso Nivel ( m )

Segunda Planta AltaTercera Planta AltaTerraza AccesibleTapagradas 0,70

2,402,903,00

Velocidad Corregida del viento (Vb)Vb = V * σ

Velocidad instantánea Máxima del viento en m/s, registrada a 10mde altura sobre el terreno (V)

21,00 m/s

33

Tabla 14. Coeficiente de corrección.


Calculo de la presión del viento.

Características topográficas se reparten en 3 categorías:

CSe adopta la categoría =

Coeficiente de corrección (σ)

Categoría A (sin obstrucción): Edificios frente al mar, zonas rurales o espaciosabiertos sin obstáculos topográficos.Categoría B (obstrucción baja): edificios en zonas suburbanas con edificación debaja altura, promedio hasta 10m.

Categoría C (zona edificada): zonas urbanas con edificaciones de altura.

5 0,91 0,86 0,810 1 0,9 0,820 1,06 0,97 0,8840 1,14 1,03 0,9680 1,21 1,14 1,06150 1,28 1,22 1,15

Sin obstrucción(Categoría A)

Altura (m)Obstrucción Baja

(Categoría B)Zona edificada(Categoría C)

Se interpola el la altura de la edificación que es de 12,60 m

12,60 mValores: 10 0,8Valores 20 0,88

0,82

Vb = V * σV = 21,00 m/sσ = 0,82Vb calc. = 17,2368 Como el factor se reduce se asume el mínimoVb asum. = 21,00 m/s

Valor interpolado =

Valor a interpolar =

Se reemplaza valores en la ecuación:

CALCULO DE LA PRESIÓN DE VIENTO.= ∗ ρ ∗ Vb² ∗Ce*Cf

34

( Ce ) Coeficiente de entorno/altura.

Tabla 15. Coeficiente de entorno altura.


( Cf ) Coeficiente de forma.

Tabla 16. Coeficiente de forma.

Nota. Elaborado por Caguano Patricio. Fuente: Norma Ecuatoriana de la Construcción Capítulo 1.Cargas no sísmicas (Ministerio de Desarrollo Urbano y Vivienda, 2015, pág. 17)

3 5 10 20 30 501,63 1,63 1,63 1,63 1,68 2,151,63 1,63 1,63 1,96 2,32 2,821,63 1,63 1,89 2,42 2,75 3,21,64 1,93 2,35 2,81 3,09 3,47

Entorno del edificioAltura elemento sobre nivel de suelo exterior (m)

Centro de grandes ciudadesZona UrbanosZonas RuralesTerreno abierto sin obstáculos

12,60 mValores: 10 1,63Valores 20 1,93

1,71

Valor a interpolar =

Valor interpolado =

Coeficiente Cf

1,8

Elementos en fachadas expuestas en edificacionesaisladas o fachadas de longitud menor que el doblede la altura.

1,3

Elementos en fachadas muy expuestas, situados alborde de la orilla de lagos o del mar, próximos aescarpaduras, laderas de fuerte inclinación,desfiladeros, y otros.

1,5

Construcción

Elementos en fachadas protegidas en edificiosalineados en calles rectas, a una distancia de laesquina, mayor que la altura de la edificación, enbloques exentos en la parte central de una fachada,de longitud mayor que el doble de la altura o en

elementos situados en patios interiores, cuyo anchoes inferior a la altura del edifico y sin conexión conel espacio exterior por su parte inferior, así comoventanas inferiores (en el caso que se dispongadobles ventanas).

0,3

35

( S ) Carga de granizo.

( T ) Determinación del periodo de vibración.

Tabla 17. Coeficientes según el tipo de estructura.

Nota. Elaborado por Caguano Patricio. Fuente: Norma Ecuatoriana de la Construcción Capítulo 2.Peligro sismo resistente (Ministerio de Desarrollo Urbano y Vivienda, 2015, pág. 62)

= 1,3= 1,25 kg/m3

= 612,00 kg/m2Presión del viento ( P )

Coeficiente de forma ( Cf )

Velocidad Corregida delviento ( Vb )

= 21,00 m/s

Se reemplaza valores en la ecuación:

Densidad del aire ( ρ )

Coeficiente de entorno/altura( Ce )

= 1,71

= ∗ ∗ Vb²∗Ce*Cf

Carga de granizo ( S ) = 15,00 kg/m2

1.000,00 kg/m3

0,02 m

S = ρs * Hs

Peso especifico delgranizo ( ρs )Altura de acumulación( Hs )

=

=

Ct α0,072 0,80,073 0,75

0,055 0,9

Tipo de estructura.

Sin arriostramientos.Con arriostramientos.

Pórticos especiales de hormigón armado.Sin muros estructurales ni diagonales rigidizadores.

Con muros estructurales o diagonales rigidizadoras ypara otras estructuras en muros estructurales ymampostería estructural,

0,055 0,75

= ℎCt α

0,072 0,80,073 0,75

0,055 0,9

Tipo de estructura.




0,055 0,75

= ℎ

36

Límites del periodo de vibración.

Ver Anexo 2. Coeficientes de perfil de suelo Fa, Fd y Fs. Fuente: Norma Ecuatoriana

de la Construcción Capítulo 2. Peligro sismo resistente (Ministerio de Desarrollo

Urbano y Vivienda, 2015, págs. 31 - 32)

(Tc) Es el periodo límite de vibración en el espectro sísmico elástico de aceleraciones

que presenta el sismo de diseño.

(To) Es el periodo límite de vibración en el espectro sísmico elástico de aceleraciones

que representa el sismo de diseño.

Datos

= 0,9

= 0,61 s

Altura máxima de edificación de n pisos,medida desde la base de la estructura( hn )

= 14,50 m

Para pórticos especiales de hormigón armado con muros estructurales.

Periodo de vibración ( T )

0,055=Coeficiente que depende del tipo delsuelo ( Ct )Coeficiente ( α )

LIMITES DEL PERIODO DE VIBRACIÓN

Número de golpes = 50 Este valor varia siendo mayor de 50= D

Zona sísmica V = 0,4 Parroquia CalderónTipo de suelo

= 1,2

= 1,28

( To ) Es el período límite de vibración en el espectro sísmico elástico de aceleraciones que representa elsismo de diseño.

To = 0,13 s

0,70 s

2,86 s

( Tc ) Es el periodo limite de vibración en el espectro sísmico elástico de aceleraciones que representa elsismo de diseño.

TC

( TL ) Es el periodo limite de vibración utilizado para la definición del espectro de respuesta endesplazamientos.

TL

=

=

Comportamiento no lineal de los suelos ( Fs )

= 1,19

Coeficiente de amplificación de suelo en la zona de periodo corto ( Fa )Amplificación de las ordenadas del espectro elástico de respuesta dedesplazamientos para diseño en roca ( Fd )

= 0.55

= 2.4

= 0.1

= 1,2

= 1,28


To = 0,13 s

0,70 s

2,86 s


TC


TL

=

=


= 1,19


= 0.55

= 2.4

= 0.1

= 1,2

= 1,28


To = 0,13 s

0,70 s

2,86 s


TC


TL

=

=


= 1,19


= 0.55

= 2.4

= 0.1

37

(Sa) Espectro de respuesta elastico de aceleraciones (expresado como fraccion de laaceleracion de la gravedad g). Depende del periodo o modo de vibracion de laestructura.

(η) Razón entre la aceleración espectral Sa (T=0.1 s) y el PGA para el período deretorno seleccionado.

Relación de amplificación espectral η, que varían dependiendo de la región delEcuador, adoptando los siguientes valores:

(r) Factor usado en el espectro de diseño elástico, cuyos valores dependen de laubicación geográfica del proyecto.

Si cumple: 0 ≤ T ≤ Tc0 0,61 s 0,70 s

Utilizar:

Si cumple: T > Tc0,61 s > 0,70 s

Utilizar:

η = 1.80 Provincias de la Costa (excepto Esmeraldas).η = 2.48 Provincias de la Sierra, Esmeraldas y Galápagos.η = 2.60 Provincias del Oriente.

Se adopta η : 2,48 Provincias de la Sierra, Esmeraldas y Galápagos.

r = 1 Para todos los suelos, con excepción del suelo tipo Er = 1.5 Para tipo de suelo E.

Se adopta r : 1 Para todos los suelos, con excepción del suelo tipo E

Se reemplaza valores:

No usar este valor, revisar condiciónT > Tc

Sa = 1,36 (g)

( η ) Razón entre la aceleración espectral Sa (T = 0.1 s) y el PGA para el período de retorno seleccionado.

Relación de amplificación espectral η, que varían dependiendo de la región del Ecuador, adoptando lossiguientes valores:

Sa = 1,19 (g)

( r ) Factor usado en el espectro de diseño elástico, cuyos valores dependen de la ubicación geográfica delproyecto.

Solo usar este valor, revisarcondiciones 0 ≤ T ≤ Tc

( Sa ) Espectro de respuesta elástico de aceleraciones (expresado como fracción de la aceleración de lagravedad g). Depende del período o modo de vibración de la estructura

Ok

No cumple revisar la siguiente condición= η= η

= η= η

Si cumple: 0 ≤ T ≤ Tc0 0,61 s 0,70 s

Utilizar:


Utilizar:







Sa = 1,36 (g)



Sa = 1,19 (g)




Ok


= η= η

Si cumple: 0 ≤ T ≤ Tc0 0,61 s 0,70 s

Utilizar:


Utilizar:







Sa = 1,36 (g)



Sa = 1,19 (g)




Ok


= η= η

Si cumple: 0 ≤ T ≤ Tc0 0,61 s 0,70 s

Utilizar:


Utilizar:







Sa = 1,36 (g)



Sa = 1,19 (g)




Ok


= η= η

Si cumple: 0 ≤ T ≤ Tc0 0,61 s 0,70 s

Utilizar:


Utilizar:







Sa = 1,36 (g)



Sa = 1,19 (g)




Ok


= η= η

38

( V) Calculo del cortante basal.

Para el cálculo del cortante basal se adopta el nivel de importancia I

Irregularidades y coeficiente de configuración estructural.

Los siguientes factores fueron determinados según las tablas del Anexo 3.

Irregularidades y coeficientes de configuración estructural. Fuente: Norma

Ecuatoriana de la Construcción Capítulo 2. Peligro sismo resistente (Ministerio de

Desarrollo Urbano y Vivienda, 2015, págs. 48 - 51)

Los ejes estructurales no son simétricos con los ejes ortogonales principales de la

estructura, por lo tanto, es una estructura irregular respecto a los ejes.

A = 12,64 m Paralelo a BB = 18,78 m Longitud mayorC = 17,31 m Paralelo a DD = 37,96 m Longitud mayor

A > 0.15B12,64 m > 2,82 m Estructura Irregular

C > 0.15D17,31 m > 5,69 m Estructura Irregular

A = 31,45 m Longitud mayorB = 18,78 m Longitud mayorC = 9,34 m Paralelo a AD = 6,00 m Paralelo a BE = 0,00 m

C x D > 0.50 (A x B)56,04 m2 > 295,32 m2 Estructura Regular

> 0.50 (A x B)56,04 m2 > 295,32 m2 Estructura Regular

Tipo 2 - Retrocesos excesivos en las esquinas φPi=0.9

Tipo 3 - Discontinuidades en el sistema de piso φPi=0.9

(C x D + C x E)

Tipo 4 - Ejes estructurales no paralelos φPi=0.9

Los ejes estructurales no son simétricos con los ejes ortogonales principales de la estructura, por lo tanto esuna estructura irregular respecto a los ejes.

39

( φEi ) Coeficiente de irregularidad en elevación.

(V) Cortante basal.

Tabla 18. Peso reactivo de la estructura. Primera alternativa.


El peso reactivo (W), es el que reacciona frente a la acción de las fuerzas sísmicas, y

tiene un valor de: 1763.91 toneladas.

a = 40,82 m Longitud mayorb = 3,20 m Longitud menor

a > 1.3 ( b )40,82 m > 4,16 m Estructura Irregular

Tipo 3 - Irregularidad geométrica φEi=0.9

( V ) CORTANTE BASAL.

= ∗∗ ∅ ∗ ∅ ∗= ∗

( V ) CORTANTE BASAL.= ∗∗ ∅ ∗ ∅ ∗= ∗

I = 1Sa = 1,19 (g)R = 8

φPi = 0,9φEi = 0,9

C = 0,18Valor utilizado para el diseño en ETABS v15.2

Nivel Masa Peso (ton)N + 14.50 0 0N + 12.60 43203.84 423.83N + 9.45 46833.35 459.44N + 6.45 46637.80 457.52N + 3.45 43132.26 423.13N + 0.45 0 0N - 2.33 0 0N - 5.33 0 0

1763.91Sumatoria

40

Por lo tanto, reemplazando valores, se obtiene el siguiente valor del cortante basal.

Factor cortante basal.

Figura 15. Factor cortante basal. Primera alternativa.


Resumen de cargas y obtención de esfuerzos.

Tabla 19. Cuadro de cargas por piso. Primera alternativa.


Para determinar las fuerzas laterales por acción sísmica se utiliza la siguiente formula:

Fxi = V ∗ Wi ∗ hiΣWi ∗ hi

V = 324,037 ton

= ∗∗ ∅ ∗ ∅ ∗= ∗

Nivel Mamposteria Carga Viva Carga Muerta(m) ( kg/m2 ) ( kg/m2 ) ( kg/m2 )

N - 5.33 0 0 0N - 2.33 200 200 200N - 2.15 200 0 200N + 0.45 200 240 200N + 3.45 200 240 200N + 6.45 200 240 200N + 9.45 200 290 200N + 12.60 200 300 200N + 14.50 0 70 200

41

Tabla 20. Distribución de fuerzas sísmicas por piso. Primera alternativa.


Tabla 21. Cuadro comparativo de resultados entre cálculos de Excel 2016 y Etabsv15.2. Primera alternativa.


Fuerzas sísmicas de la estructura Excel 2016.

Figura 16. Fuerzas sísmicas de la estructura Excel 2016. Primera alternativa.


Piso Nivel hi (m) Área (m²) Carga (ton/m²) Peso wi (ton) Wi*hi (ton*m) Fxi (ton)N + 14.50 0,00 35,76 0 0,00 0,00 0,00N + 12.60 12,60 523,51 0,81 423,83 5340,25 120,27N + 9.45 9,45 523,51 0,88 459,44 4341,66 97,78N + 6.45 6,45 523,51 0,87 457,52 2950,98 66,46N + 3.45 3,45 521,68 0,81 423,13 1459,79 32,88N + 0.45 0,00 481,16 0 0,00 0,00 0,00N - 2.33 0,00 282,29 0 0,00 0,00 0,00N - 5.33 0,00 803,97 0 0,00 0,00 0,00

1763,91 14092,69 317,40Sumatoria

Descripción Etabs v15.2 Excel 2016C 0.18 0.18

W (ton) 1763.31 1763.91V basal 317.40 317.50

N + 12.60 122.89 120.27N + 9.45 98.64 97.78N + 6.45 65.51 66.46N + 3.45 30.29 32.88

N + 14.50 0

N + 12.60

N + 9.45 97.78

N + 6.45

N + 3.45 32.88

N + 0.45

N - 2.33 0

N - 5.33 0

Esquema de fuerzas sísmicas Excel 2016

66.46

120.27

42

Fuerzas sísmicas de la estructura Etabs v15.2.

Figura 17. Fuerzas sísmicas de la estructura Etabs v15.2. Primera alternativa.


Los cálculos manuales realizados en Excel 2016, son semejantes a los obtenidos

mediante el programa de diseño estructural Etabs v15.2, por lo tanto, queda

comprobado los resultados obtenidos del programa Etabs v15.2 y se aceptan para

futuros cálculos.

5.2.2.1. Combinaciones de carga.

“Las estructuras, componentes y cimentaciones, deberán ser diseñadas de tal manera

que la resistencia de diseño iguale o exceda los efectos de las cargas incrementadas,

de acuerdo a las siguientes combinaciones:” Norma Ecuatoriana de la Construcción

Capitulo 1. Cargas no sísmicas (Ministerio de Desarrollo Urbano y Vivienda, 2015,

pág. 19)

“Los efectos más desfavorables, tanto de viento como de sismo, no necesitan ser

considerados simultáneamente.” Norma Ecuatoriana de la Construcción Capítulo 1.

Cargas no sísmicas (Ministerio de Desarrollo Urbano y Vivienda, 2015, pág. 19)

43

Tabla 22. Combinaciones de cargas. Primera alternativa.


Donde:

5.2.3. Diseño de secciones.

La selección de secciones de elementos estructurales para la superestructura, se la

realizo con asistencia del programa estructural Etabs v15.2, el mismo realiza

iteraciones internas y presenta secciones resistentes a las solicitaciones presentes en la

estructura, las secciones diseñadas y materiales utilizados son descritos a continuación:

Combinación 1Combinación 2Combinación 3Combinación 4Combinación 5Combinación 6Combinación 7 0.9 D + 1.0 E

1.4 D1.2 D + 1.6 L + 0.5max( Lr; S; R )

1.2 D + 1.6 Lmax( Lr; S; R ) + max( L; 0.5 W )1.2 D + 1.0 W + L + 0.5max( Lr; S; R )

1.2 D + 1.0 E + L + 0.2 S0.9 D + 1.0 W

D Carga muerta.

L Sobrecarga (Carga viva).

E Carga de sismo.

Lr Sobrecarga cubierta (Carga viva).

S Carga de granizo.

W Carga de viento.

R Carga de lluvia.

44

Material hormigón Etabs v15.2.

Figura 18. Material hormigón Etabs v15.2. Primera alternativa.


45

Material acero de refuerzo Etabs v15.2.

Figura 19. Material acero de refuerzo Etabs v15.2. Primera alternativa.


Ver Anexo 4. Diseño estructural. Primera alternativa.

46

Diseño Etabs v15.2 y corte transversal de columnas.

Figura 20. Diseño Etabs v15.2 y corte transversal columna. Primera alternativa.

Nota. Obtenido del programa Etabs v15.2 y corte elaborado por Caguano Patricio.

Ver Anexo 5. Diseño definitivo de columnas en el programa Etabs v15.2 y verificación

de diseño. Primera alternativa.

47

Diseño Etabs v15.2 y corte transversal de diafragmas.

Figura 21. Diseño Etabs v15.2 y corte transversal diafragma. Primera alternativa.


Ver Anexo 6. Diseño definitivo de diafragmas Etabs v15.2 y verificación de diseño.

Primera alternativa.

48

Diseño Etabs v15.2 y corte transversal de vigas.

Figura 22. Diseño Etabs v15.2 y corte transversal viga. Primera alternativa.


Ver Anexo 7. Diseño definitivo de vigas en el programa Etabs v15.2, y verificación

del diseño. Primera alternativa.

Ver Anexo 8. Verificación de nudo entre viga y columna. Primera alternativa.

49

Diseño Etabs v15.2 y corte transversal de losa nervada.

Figura 23. Diseño Etabs v15.2 y corte transversal losa. Primera alternativa.


Ver Anexo 9. Diseño definitivo de losas en el programa Etabs v15.2, y verificación

del diseño. Primera alternativa.

50

Material hormigón Safe v14.1.1.

Figura 24. Material hormigón Safe v14.1.1. Primera alternativa.

Nota. Obtenido del programa Safe v14.1.1.

51

Diseño Safe v14.1.1 y planta plinto tipo.

Figura 25. Diseño Safe v14.1.1 y planta plinto tipo. Primera alternativa.

Nota. Obtenido del programa Safe v14.1.1 y corte elaborado por Caguano Patricio.

Ver Anexo 10. Diseño de cimentación en Safe v14.1.1 y verificación de diseño.

Primera alternativa.

52

5.3. Elaboración de planos estructurales.

Los planos estructurales de la edificación, son documentos realizados por el calculista,

los cuales tienen notas, especificaciones de materiales, secciones, armado y cualquier

otra información necesaria para la materialización de la estructura; los mismos se

presentan de forma clara y precisa para poder interpretarse correctamente.

Por consiguiente, se presenta planos estructurales con las normas y especificaciones

actuales vigentes en el Ecuador, que permiten un confiable desarrollo de las mismas

en obra. Norma Ecuatoriana de la Construcción Capítulo 1. Hormigón Armado

(Ministerio de Desarrollo Urbano y Vivienda, 2015, pág. 23)

Ver Anexo 11. Planos estructurales. Primera alternativa.

5.4. Análisis económico y financiero.

5.4.1. Presupuesto de la estructura.

El presupuesto es la estimación del costo de construcción de la alternativa de hormigón

armado en estudio, y se valora por medio del cálculo de mediciones y valoraciones de

cualquier elemento que intervenga en la construcción obteniendo un valor de

$580685.64 (quinientos ochenta mil seiscientos ochenta y cinco dólares americanos

con 64 centavos). El mismo fue calculado con los precios actuales provistos por la

Cámara de la Industria de la Construcción (CAMICON).

Ver Anexo 12. Presupuesto de la estructura. Primera alternativa.

5.4.1.1. Estimación de volúmenes de obra.

Para estimar volúmenes de obra se calculó y cuantifico las secciones definitivas de

cada elemento estructural perteneciente a la edificación en estudio.

Ver Anexo 13. Estimación de volúmenes de obra. Primera alternativa.

53

5.4.1.2. Análisis de precios unitarios.

El análisis de precios es el valor que cuantifica las actividades a realizarse por su

unidad de medida, este contiene costos directos como mano de obra, equipo,

herramientas y materiales y costos indirectos como transporte y utilidad.

El presupuesto real de la edificación Caguano Torres, se realizó con el análisis de

precios unitarios considerando los valores de costos directos, a su vez se considera un

porcentaje del 15% del costo directo para obtener el costo indirecto con el objetivo de

obtener una ganancia favorable durante la ejecución del proyecto.

El cálculo de la mano de obra hace referencia a la tabla de valores salariales 2016, en

la cual se especifica el jornal por hora, para estructuras Ocupacionales C2, E2, y D2,

descripción de empleados a utilizarse durante la ejecución del proyecto.

Los materiales y transportes están de acuerdo a la especificación de cada rubro,

determinando cotizaciones viables y económicas para la ejecución.

El valor monetario de materiales y herramientas a utilizarse fueron cotizadas con el

manual de costos de la construcción de la Cámara de la Industria de la Construcción

(CAMICON) emitido en diciembre 2015 vigente hasta diciembre del 2016 fecha en la

cual se actualizan los datos. Manual de Costos (Camara de la Industria de la

Construcción, 2016)

Ver Anexo 14. Análisis de precios unitarios. Primera alternativa.

5.4.2. Evaluación económica financiera.

La evaluación económica financiera consiste en trasformar a una anualidad

equivalente los ingresos y egresos que ocurren durante la fase de construcción de la

edificación en estudio. Cuando la anualidad resulta con valor mayor a cero el proyecto

es aprobado.

La evaluación económica financiera tiene como objetivo identificar, valorar y

comparar entre sí los valores de costo beneficio, para identificar si el proyecto presenta

viabilidad económica financiera.

54

La edificación Caguano Torres es un inmueble privado, con fines lucrativos para

atención al público, el financiamiento será otorgado entre contratista y propietario con

el objetivo de generar la capacidad financiera y rentabilidad de capital del proyecto

durante el proceso de ejecución de la obra.

La evaluación financiera de la edificación considera los siguientes aspectos:

Plan de financiamiento considerando los costos presupuestarios del proyecto.

Rentabilidad del financiamiento estimado por los costos beneficios del

proyecto.

Viabilidad del proyecto por medio del análisis de sensibilidad.

Los flujos de ingreso y egreso de la edificación en estudio, están determinados con

precios actualizados considerando el costo actual del terreno, costo de construcción

del proyecto, avalúos municipales y sus respectivas mejoras emitidas por el Distrito

Metropolitano de Quito DMQ. Buenas Prácticas Ambientales (Secretaria Nacional de

Planificación y Desarrollo, 2016)

Tabla 23. Avaluó comercial de la edificación Caguano Torres. Primera alternativa.


Número de predioCosto del terreno de acuerdo almunicipio

75450

Costo de la construcción $580 685.64Avalúo municipal luego de laconstrucción (84,44% del costoactual de construcción)

$467 103.53

Plusvalía $38 132.11Mejoras municipales 5% del avalúomunicipal

$23 355.18

Mejoras del terreno 2% del avalúomunicipal

$9 342.07

5% por cada año de calculo sobreel primer avalúo

$3 772.50

Total sobre el que se calcula laPlusvalía

$1 662.36

10% sobre la Plusvalía $166.24

Plusvalía del Edificio Caguano Torres

55

Tabla 24. Beneficio de la edificación Caguano Torres. Primera alternativa.


Ver Anexo 15. Evaluación económica financiera primera alternativa.

5.4.3. Evaluación de sensibilidad.

La evaluación de sensibilidad se elaboró con el fin de determinar qué tan sensible es

el proyecto frente a diferentes variables, con el propósito de dar la importancia y

solución a cada variable considerada. El proyecto es de mediano plazo, por lo tanto,

este análisis se argumenta en información estimada.

Se utilizó un porcentaje de eficiencia de ±10% a ±25%, con el objetivo de verificar el

porcentaje de inversión, por medio del flujo de caja, el cual considera el Valor

Actualizado Neto (VAN) del proyecto en base a cobros y pagos generados de la

inversión inicial.

NºIncremento

por año Monto1 2016 $580 685.642 2017 $580 851.883 2018 $581 018.114 2019 $581 184.355 2020 $581 350.596 2021 $581 516.827 2022 $581 683.068 2023 $581 849.309 2024 $582 015.5310 2025 $582 181.7711 2026 $582 348.0112 2027 $582 514.24

Beneficio valorado para 12 años delEdificio Caguano Torres

56

Tabla 25. Variación de sensibilidad de la edificación Caguano Torres. Primera

alternativa.


El proyecto es viable por presentar valores positivos que brindan una rentabilidad de

capital mayor a la inversión inicial con un porcentaje de 10 a 25 %.

Ver Anexo 16. Análisis de sensibilidad. Primera alternativa.

5.5. Evaluación de impacto ambiental.

Es un método técnico y práctico, que permite evaluar los efectos ambientales positivos

y negativos generados por la ejecución de la edificación en estudio, cuantificando

dichos efectos de manera sistemática e inclusiva, con el objetivo de preparar un

correcto manejo ambiental.

La matriz de evaluación de impacto ambiental de la edificación, consideró aspectos

físicos, bióticos y antrópicos durante la fase de ejecución y la fase final del proyecto.

La edificación es privada y para atención al público, presenta áreas comunales para

socialización y espacios verdes cumpliendo con lo determinado en las ordenanzas

municipales del Distrito Metropolitano de Quito (DMQ); por tal motivo la matriz de

impacto ambiental considera aspectos en la ejecución de obra, ubicación del sector,

funcionalidad y finalización del proyecto, de acuerdo al listado de revisión ambiental

propuesto por la PNUMA (Programa de las Naciones Unidas para el Medio

Ambiente). (Gestión Ambiental, 2016)

La edificación Caguano Torres presenta una calificación ambiental de 2,20,

equivalente a un impacto moderado bajo durante la etapa de ejecución del proyecto, y

en la fase final se redujo una décima, por lo tanto, el proyecto tendrá un impacto

ambiental moderado.

VAN TIR VAN TIR VAN TIR VAN TIR

Inversión 2 692 496.76 115.81 2 605 393.92 96.49 2 489 256.79 78.91 2 402 153.94 69.38

Beneficios 1 647 000.76 61.68 2 187 195.52 76.79 2 907 455.19 96.85 3 447 649.95 111.86

10% 25%Detalle

-25% -10%

57

La tabla de efectos ambientales y el control de efecto de reducción ambiental, tiene

objetivo de disminuir la incidencia negativa en el medio biótico y paisajístico del

sector.

Tabla 26. Medidas de prevención para la edificación Caguano Torres. Primera

alternativa.


Ver Anexo 17. Evaluación de impacto ambiental. Primera alternativa.

Nº TIPO DE IMPACTO CAUSA PREVENCIÓN

1

Emisión de gases nocivospor utilización demaquinaria durante elproceso constructivo

Incremento deenfermedadesrespiratorias para losmoradores de sectorescercanos a laimplantación delproyecto

Maquinarias en perfectoestado con permisos defuncionamiento y controlde gases tóxicos

2

Contaminación de agua ymedio físico por lautilización de materialespétreos

Incremento deinsalubridad ydesperdicios tóxicosen las vías principalesdel sector

Control de materialesdurante la ejecución de laobra y limpieza paulatinade la obra considerado enel cronograma deactividades

3Incremento de ruido enzonas residenciales duranteel proceso de construcción

Frustración y estréspoblacional

Trabajos de maquinariapesada durante horaslaborables, sin considerartrabajos nocturnos

4Incremento de tráfico enzonas residenciales por eltransporte de materiales

Frustración y estréspoblacional

Movilización deMaquinarias pesadas enhoras decretadas por laAgencia Nacional deTransito.

58

CAPÍTULO 6

PLANTEAMIENTO Y ANÁLISIS SEGUNDA ALTERNATIVA

La segunda alternativa de diseño sismo resistente es el sistema de construcción basado

en mampostería estructural, sistema económico que usa mampostería de alta

resistencia con acero de refuerzo en sus cavidades, permitiendo un óptimo desempeño

de la estructura bajo acción sísmica.

La alternativa de mampostería estructural para la arquitectura original, no puede ser

realizada puesto que la edificación no cumple con el alcance que presenta la normativa

ecuatoriana vigente, que cita:

“Este capítulo presenta criterios y requisitos mínimos para el diseño y construcción de

estructuras de mampostería simple, mampostería armada y mampostería confinada, de

hasta 4 pisos.” Norma Ecuatoriana de la Construcción Capítulo 7. Mampostería

estructural (Ministerio de Desarrollo Urbano y Vivienda, 2015, pág. 17)

Por consiguiente, se plantea una arquitectura con modificaciones en planta y elevación

que presenta una aceptable semejanza con la arquitectura original; cumpliendo con los

requerimientos anteriormente citados, para así ser diseñada.

6.1. Generalidades de la estructura.

La arquitectura de la edificación Caguano Torres presenta cuatro pisos siendo el ultimo

nivel una losa inaccesible, no presenta subsuelos, y con ambientes tipo para permitir

la correcta disposición vertical de la mampostería de alta residencia. El uso es para

oficinas, lo que se tendrá en cuenta en el diseño estructural de cada uno de los

elementos que lo componen.

Los cimientos están constituidos por losa de cimentación de hormigón armado,

solución adecuada para el sistema constructivo a diseñar, el mismo que tiene una

correcta proporción geométrica y estructural, para disipar las fuerzas actuantes al suelo

subyacente.

59

La mampostería estructural de 40x20x20cm, será de tipo confinada con el fin de

colaborar a la correcta transferencia de esfuerzos y favorecer a la geometría de la

estructura en estudio; por lo tanto, contará con columnas 20x35cm, vigas 20x30cm y

losas de 25cm de peralte para su correcto desempeño estructural.

Los ejes arquitectónicos propuestos, son semejantes a la de la arquitectura original

para contribuir a la semejanza entre ambas.


Figura 26. Ejes arquitectónicos N + 0.45 / N + 3.45 / N + 6.45 / N + 9.45 / N + 12.60. SegundaAlternativa


60

6.2. Diseño estructural segunda alternativa (Mampostería estructural).

La estructura conformada por mampostería estructural tiene la doble función de

mejorar la estética arquitectónica y la resistencia estructural, por consiguiente, debe

considerarse como un grupo de elementos ubicados de forma sistemática que trabajan

monolíticamente para alcanzar los objetivos de estabilidad, funcionalidad, seguridad,

estética y economía establecidos.

La mampostería estructural cuenta con resistencia a la compresión, tracción, corte y

torsión lo que permite disponer de elementos estructurales con secciones mucho más

económicas.

Modelo estructural 3D Segunda Alternativa Etabs v15.2.

Figura 27. Modelo estructural 3D Etabs v15.2. Segunda alternativa.


61

Tabla 27. Principales ventajas de la mampostería estructural.

Nota. Elaborado por Caguano Patricio. Fuente: Guía para el Análisis de Estructuras de Mampostería

(Sociedad Mexicana de Ingeniería Estructural, 2008, pág. 32)

6.2.1. Criterios generales de diseño.

Los elementos del sistema de mampostería estructural son:

Losa de cimentación.

Columnas.

Mampostería estructural.

Vigas.

Losa de entrepiso.

Principales Ventajas del sistema de Mampostería EstructuralCaracterística Razón

1.- MaterialesCuenta con disponibilidad de los materiales, los cuales deben deser de excelente calidad.

2.- Adaptabilidad Material moldeable a cualquier forma arquitectónica requerida.

3.- Resistencia al FuegoLa mampostería estructural es mala conductora del fuego y suresistencia esta entre 1 y 3 horas.

4.- Resistencia aesfuerzos

Resistente a esfuerzos de compresión, tracción, corte y flexión.

5.- Mantenimiento El mantenimiento para este tipo de material es mínimo.

6.- MonolíticoDebido a que todos los elementos estructurales están unidossólidamente entre si, presentan alta estabilidad a movimientossísmicos.

7.- ConservaciónDebido a que el acero estructural se encuentra cubierto por unacapa de hormigón dentro de la mampostería este no requiere deningún tipo de método de conservación.

8.. ImpermeabilidadLa perfecta unión entre elementos permite asegurar una altaimpermeabilidad de la estructura, siendo capaz de almacenarlíquidos.

62

Cimentación.

“Las características propias de las cimentaciones para mampostería estructural,

obedecen a las condiciones del suelo de cimentación y del proyecto en sí mismo.”

Norma Ecuatoriana de la Construcción Capítulo 7. Mampostería estructural


La losa de cimentación se refuerza con acero estructural ubicado en ambas direcciones,

se coloca un peralte que satisface efectos de punzonamiento y tiene la función de

transmitir las cargas de la estructura al suelo subyacente, el mismo que debe garantizar

asentamientos tolerables. Adicionalmente este tipo de cimentación para el sistema

constructivo de mampostería estructural resulta un recurso económicamente óptimo.

Diseño de cimentaciones (Hurtado, 2005, pág. 140)

Losa de cimentación.

Figura 28. Esquema de losa de cimentación.


63


“Los materiales de construcción, serán evaluados y verificados por los organismos

competentes, para que cumplan con los requisitos, conforme con el reglamento técnico

ecuatoriano (RTE INEN) y la norma técnica (NTE INEN) que se encuentren vigentes.”

Norma Ecuatoriana de la Construcción Capítulo 7. Mampostería estructural



Figura 29. Esquema de mampostería estructural.


Los materiales comúnmente utilizados para mampostería, son:

Mampostería de arcilla calcárea.

Mampostería de arcilla no calcárea.

Mampostería de concreto.

Mampostería sílico calcárea.

64

Estos deben cumplir con los subsecuentes requerimientos:

Uniformidad dimensional.

Resistencia a la compresión.

Resistencia a corte.

Resistencia a flexión.

Retracción lineal.

Mortero de pega.

“Estos morteros deben tener buena plasticidad, consistencia y ser capaces de retener

el agua mínima para la hidratación del cemento; y, además garantizar su resistencia

con las unidades de mampostería para desarrollar su acción cementante.” Norma

Ecuatoriana de la Construcción Capítulo 7. Mampostería estructural (Ministerio de

Desarrollo Urbano y Vivienda, 2015, pág. 21)

La mampostería estructural utilizará un mortero tipo M o S.

Mortero de relleno.

“Estos morteros, tendrán buena consistencia y fluidez suficiente para penetrar en las

celdas de inyección sin segregación.” Norma Ecuatoriana de la Construcción Capítulo

7. Mampostería estructural (Ministerio de Desarrollo Urbano y Vivienda, 2015, pág.

22)

Se usará un mortero tipo N para rellenar los orificios donde estará el refuerzo

longitudinal.

Vigas y columnas.

Se colocan vigas y columnas de hormigón armado estribadas, el acero estructural

garantiza un apropiado trabajo de los elementos estructurales bajo demandas axiales,

de compresión, tracción y flexión. La geometría de estos elementos estructurales será

de forma rectangular, para que se acople las losas nervadas con la mampostería

estructural y esto permita mantener los ambientes propuestos, preservando así una

correcta transferencia de esfuerzos y estética arquitectónica.

65

Viga de hormigón armado.

Figura 30. Esquema de viga de hormigón armado.


Una correcta disposición y cuantía de acero en columnas aumenta su resistencia, con

esto se previenen efectos como pandeo, fisuración y explosión de recubrimiento.

Columnas de hormigón armado.

Figura 31. Esquema de columna de hormigón armado.


66

Losa de entrepiso.

Es una losa nervada de 25cm de espesor, conformada por nervios y bloques de

alivianamiento prefabricados, que permiten soportar cargas puntuales que a su vez son

disipadas a áreas más extensas; cuenta vigas perimetrales de hormigón armado de

20x30cm, para permitir una correcta transferencia de esfuerzos disminuyendo la

flexión y el corte.

Losa nervada.

Figura 32. Losa nervada.


El diseño de la estructura tiene como punto esencial el control de las derivas de piso

de la edificación, es así que, se obtuvieron las derivas máximas de piso por medio del

programa Etabs v15.2, las mismas en ningún caso superan el nivel vigente en la norma

ecuatoriana de la construcción (NEC 15, Capitulo 2. Peligro Sísmico), este nivel tiene

una valía máxima permisible de DM = 0.01 para mampostería.

Tabla 28. Límites permisibles de las derivas de los pisos. Segunda alternativa.

Nota. Elaborado por Caguano Patricio. Fuente: Norma Ecuatoriana de la Construcción Capítulo 2.

Peligro sísmico (Ministerio de Desarrollo Urbano y Vivienda, 2015, pág. 40)

Los elementos estructurales de la edificación en estudio se diseñaron con las siguientes

propiedades físicas, mecánicas, y con los siguientes factores de reducción de

resistencia.

.40

.35

.25

.10.40

Hormigón armado, estructuras metálicas y de madera 0,02Mampostería 0,01

Descripción de la estructura: ΔM Máxima (Sin unidad)

67

Tabla 29. Propiedades mecánicas del hormigón y acero.


Tabla 30. Factores de reducción de resistencia. Segunda alternativa.


Mampostería estructural. (Ministerio de Desarrollo Urbano y Vivienda, 2015, pág. 32).

Valor Unidadesfy 4200 kg/cm2Es 2100000 kg/cm2

Valor Unidadesf'c 210 kg/cm2Ec 12000 √f'c kg/cm2

Valor Unidades

Hormigón

Propiedades físicas y mecánicasAcero

DescripciónEsfuerzo de fluenciaModulo de elasticidad

DescripciónEsfuerzo máximo de comprensiónModulo de elasticidad

DescripciónBloque de perforacion horizontal dearcilla

f'm 140 kg/cm2

Bloque de perforacion vertical deconcreto o de arcilla (sobre area neta)

f'm 140 kg/cm2

Cortante 0.6

Flexión 0.85Compresión y Flexo-compresión 0.6

Fuerzas horizontales paralelas al plano del muro

Flexión y Flexo-compresión 0.8Fuerzas horizontales perpendiculares al plano del muro

Factores de reducción de resistencia

SolicitacionesFactores de reducciónde resistencia φ

68

6.2.2. Cargas.

Carga permanente (carga muerta).

La carga muerta está constituida por el peso de cada uno de los elementos de la

estructura, que se mantendrán estáticos durante la vida útil de la edificación, tal es el

caso de la mampostería, instalaciones, maquinarias y acabados.

CALCULO DE CARGAS



= 0.05 m= 0.11 T/m2= 0.11 T/m2

= 0.35 T/m2= 0.11 T/m2= 0.46 T/(m2 de losa)


= 0.20 T/m2

= 0.66 T/(m2 de losa)



CARGA MUERTA

DatosTIPO

Área de bloques



Longitud de Panel


TOTAL


Sub total


Mampostería





69

Sobrecarga (Carga viva).

La carga viva está constituida por el peso de todos los elementos móviles presentes en

la estructura, estos pesos están relacionados con el uso que se dé a la edificación.

Tabla 31. Carga viva por planta. Segunda alternativa.


Cargas no sísmicas (Ministerio de Desarrollo Urbano y Vivienda, 2015, págs. 25 - 31)

( P ) Carga por viento.

Para la carga de viento se tomó el valor obtenido para la alternativa de hormigón

armado.

( S ) Carga de granizo.

Para la carga de granizo se tomó el valor obtenido para la primera alternativa.

CALCULO DE CARGAS



= 0.05 m= 0.11 T/m2= 0.11 T/m2

= 0.35 T/m2= 0.11 T/m2= 0.46 T/(m2 de losa)


= 0.20 T/m2

= 0.66 T/(m2 de losa)



CARGA MUERTA

DatosTIPO

Área de bloques



Longitud de Panel


TOTAL


Sub total


Mampostería





Uso Nivel ( m )Carga Viva

kN/m2Carga Viva

kg/m2Area de atencion a publico N + 0.45 0 0Coordinacion N + 3.45 2.4 240Gerencia N + 6.45 2.4 240Auditorio N + 9.45 2.9 290 Inaccesible N + 12.60 0.7 70

Tercera Planta AltaTerraza

Planta Baja

Segunda Planta AltaPrimera Planta Alta

Descripcion

70

Carga por sismo.

( T ) Determinación del periodo de vibración.

Tabla 32. Coeficientes según el tipo de estructura.


Cargas no sísmicas (Ministerio de Desarrollo Urbano y Vivienda, 2015, pág. 62)

Límites del periodo de vibración.

Ct α0,072 0,80,073 0,75

0,055 0,9

Tipo de estructura.




0,055 0,75

= ℎCt α

0,072 0,80,073 0,75

0,055 0,9

Tipo de estructura.




0,055 0,75

= ℎ

Datos

= 0.75

= 0.36 s

Altura máxima de edificación de n pisos,medida desde la base de la estructura( hn )

= 12.15 m

Para pórticos especiales de hormigón armado con muros estructurales.Coeficiente que depende del tipo delsuelo ( Ct )

= 0.055

Coeficiente ( α )

Periodo de vibración ( T )

Número de golpes = 50 Este valor varia siendo mayor de 50= D

Zona sísmica V = 0.4 Parroquia CalderónTipo de suelo

= 1.2

= 1.28Comportamiento no lineal de los suelos ( Fs )


= 1.19

71

Ver Anexo 2. Coeficientes de perfil de suelo Fa, Fd y Fs. Fuente: Norma Ecuatoriana

de la Construcción Capítulo 2. Peligro sísmico (Ministerio de Desarrollo Urbano y

Vivienda, 2015, págs. 31 - 32)

(Tc) Es el periodo límite de vibración en el espectro sísmico elástico de aceleraciones


(To) Es el periodo límite de vibración en el espectro sísmico elástico de aceleraciones


(Sa) espectro de respuesta elástico de aceleraciones (expresado como fracción de la

aceleración de la gravedad g). depende del periodo o modo de vibración de la

estructura.

(η) Razón entre la aceleración espectral Sa (T=0.1 s) y el PGA para el periodo deretorno seleccionado.

TC = 0.70 s

= 0.55

To = 0.13 s

= 0.1

Si cumple: 0 ≤ T ≤ Tc0 0.36 s 0.70 s

Utilizar:

Si cumple: T > Tc0.36 s > 0.70 s

Utilizar:

Ok

No cumple revisar la siguiente condición= η= ηSi cumple: 0 ≤ T ≤ Tc

0 0.36 s 0.70 s

Utilizar:

Si cumple: T > Tc0.36 s > 0.70 s

Utilizar:

Ok


72

Relación de amplificación espectral η, que varían dependiendo de la región delEcuador, adoptando los siguientes valores:

(r) Factor usado en el espectro de diseño elástico, cuyos valores dependen de laubicación geográfica del proyecto.

( V) Calculo del cortante basal.

Para el cálculo del cortante basal se adopta el nivel de importancia I

Irregularidades y coeficiente de configuración estructural.

Los siguientes factores fueron determinados según las tablas del Anexo 2.

Irregularidades y coeficientes de configuración estructural. Fuente: Norma

Ecuatoriana de la Construcción Capítulo 2. Peligro sísmico (Ministerio de Desarrollo

Urbano y Vivienda, 2015, págs. 48 - 51)

Si cumple: 0 ≤ T ≤ Tc0 0,61 s 0,70 s

Utilizar:


Utilizar:







Sa = 1,36 (g)



Sa = 1,19 (g)




Ok


= η= η

Si cumple: 0 ≤ T ≤ Tc0 0,61 s 0,70 s

Utilizar:


Utilizar:







Sa = 1,36 (g)



Sa = 1,19 (g)




Ok


= η= η

Si cumple: 0 ≤ T ≤ Tc0 0,61 s 0,70 s

Utilizar:


Utilizar:







Sa = 1,36 (g)



Sa = 1,19 (g)




Ok


= η= η Sa = 1.19 (g)Solo usar este valor, revisarcondiciones 0 ≤ T ≤ Tc

Sa = 2.32 (g)No usar este valor, revisar condición

T > Tc



T > Tc



T > Tc

= η= η









(C x D + C x E)



73

Los ejes estructurales no son simétricos con los ejes ortogonales principales de la

estructura, por lo tanto, es una estructura irregular respecto a los ejes.

( φEi ) Coeficiente de irregularidad en elevación.









(C x D + C x E)











(C x D + C x E)











(C x D + C x E)











(C x D + C x E)











(C x D + C x E)



a = 40,82 m Longitud mayorb = 3,20 m Longitud menor

a > 1.3 ( b )40,82 m > 4,16 m Estructura Irregular

Tipo 3 - Irregularidad geométrica φEi=0.9

74

(V) Cortante basal.

Valor utilizado en el programa Etabs v15.2

Tabla 33. Peso reactivo de la estructura. Segunda alternativa.


En oposición a la acción de las fuerzas sísmicas reacciona el peso reactivo (W), y tiene

un valor de: 1776.69 toneladas.

El valor del cortante basal resulta de:

V = 870.28

( V ) CORTANTE BASAL.

= ∗∗ ∅ ∗ ∅ ∗= ∗

( V ) CORTANTE BASAL.= ∗∗ ∅ ∗ ∅ ∗= ∗

I = 1Sa = 1.19 (g)R = 3

φPi = 0.9φEi = 0.9

C = 0.49

I = 1Sa = 1.19 (g)R = 3

φPi = 0.9φEi = 0.9

C = 0.49

I = 1Sa = 1.19 (g)R = 3

φPi = 0.9φEi = 0.9

C = 0.49

Nivel Masa Peso (ton)N + 12.60 32526.14 319.08N + 9.45 50893.8 499.27N + 6.45 50469.08 495.10N + 3.45 47220.92 463.24N + 0.45 0 0

1776.69Sumatoria

V = 324,037 ton

= ∗∗ ∅ ∗ ∅ ∗= ∗

75

Factor cortante basal.

Figura 33. Factor cortante basal. Segunda alternativa.


Resumen de cargas y obtención de esfuerzos.

Tabla 34. Cuadro de cargas por piso. Segunda alternativa.


Fuerzas laterales por acción sísmica:

Fxi = V ∗ Wi ∗ hiΣWi ∗ hiTabla 35. Distribución de fuerzas sísmicas por piso. Segunda alternativa.


Nivel Mamposteria Carga Viva Carga Muerta(m) ( kg/m2 ) ( kg/m2 ) ( kg/m2 )

N + 0.45 0 0 0N + 3.45 200 240 200N + 6.45 200 240 200N + 9.45 200 290 200N + 12.60 0 70 200

Piso Nivel hi (m) Área (m²) Carga (ton/m²) Peso wi (ton) Wi*hi (ton*m) Fxi (ton)N + 12.60 12.60 523.51 0.61 319.08 4020.43 258.60N + 9.45 9.45 523.51 0.95 499.27 4718.08 303.48N + 6.45 6.45 523.51 0.95 495.10 3193.41 205.41N + 3.45 3.45 521.68 0.89 463.24 1598.17 102.80N + 0.45 0.00 481.16 0.00 0.00 0.00 0.00

1776.69 13530.08 870.28Sumatoria

76

Tabla 36. Cuadro comparativo de resultados entre cálculos de Excel 2016 y Etabsv15.2. Segunda alternativa.


Fuerzas sísmicas de la estructura Excel 2016.

Figura 34. Fuerzas sísmicas de la estructura Excel 2016. Segunda alternativa.


Descripción Etabs v15.2 Excel 2016C 0.49 0.49

W (ton) 1776.08 1776.69V basal 870.28 870.58

N + 12.60 265.03 258.60N + 9.45 307.17 303.48N + 6.45 203.08 205.41N + 3.45 95 102.80N + 0.45 0 0.00

N + 12.60

N + 9.45

N + 6.45

N + 3.45

N + 0.45

108.52 ton

202.85 ton

288.22 ton

299.98 ton

77

Fuerzas sísmicas de la estructura Etabs v15.2.

Figura 35. Fuerzas sísmicas de la estructura Etabs v15.2. Segunda alternativa.


La hoja electrónica Excel 2016 presenta valores similares a los obtenidos en el

programa computacional Etabs v15.2 para diseño de estructuras, por lo tanto, se

aceptan estos resultados como correctos para futuros cálculos.

6.2.2.1. Combinaciones de carga.

El diseño estructural de la edificación deberá resistir las combinaciones establecidas

por la normativa ecuatoriana de la construcción (NEC 15), para garantizar que el

modelo estructural supere las cargas mayoradas.

78

Tabla 37. Combinaciones de cargas. Segunda alternativa.


Donde:

Las cargas de sismo y de viento, no requieren ser utilizadas conjuntamente en el mismo

diseño estructural.

6.2.3. Diseño de secciones.

El programa de diseño estructural Etabs v15.2 realiza iteraciones de secciones y

muestra los elementos que mejor resisten a las demandas de la edificación, los

elementos y materiales obtenidos se exponen a continuación:

Combinación 1Combinación 2Combinación 3Combinación 4Combinación 5Combinación 6Combinación 7 0.9 D + 1.0 E

1.4 D1.2 D + 1.6 L + 0.5max( Lr; S; R )

1.2 D + 1.6 Lmax( Lr; S; R ) + max( L; 0.5 W )1.2 D + 1.0 W + L + 0.5max( Lr; S; R )

1.2 D + 1.0 E + L + 0.2 S0.9 D + 1.0 W

D Carga muerta.

L Sobrecarga (Carga viva).

E Carga de sismo.

Lr Sobrecarga cubierta (Carga viva).

S Carga de granizo.

W Carga de viento.

R Carga de lluvia.

79

Material hormigón Etabs v15.2.

Figura 36. Material hormigón Etabs v15.2. Segunda alternativa.


80

Material acero de refuerzo Etabs v15.2.

Figura 37. Material acero de refuerzo Etabs v15.2. Segunda alternativa.


Ver Anexo 18. Diseño estructural Segunda alternativa.

81

Diseño Etabs v15.2 y corte transversal de columnas.

Figura 38. Diseño Etabs v15.2 y corte transversal columna. Segunda alternativa.


Ver Anexo 19. Diseño definitivo de columnas en el programa Etabs v15.2 y

verificación de diseño. Segunda alternativa.

.20

.35

82

Diseño Etabs v15.2 y corte de mampostería estructural.

Figura 39. Diseño Etabs v15.2 y corte transversal mampostería estructural. Segunda alternativa.


Ver Anexo 20. Diseño definitivo de mampostería estructural Etabs v15.2 y

verificación de diseño. Segunda alternativa.

83

Diseño Etabs v15.2 y corte transversal de vigas.

Figura 40. Diseño Etabs v15.2 y corte transversal viga. Segunda alternativa.


Ver Anexo 21. Diseño definitivo de vigas en el programa Etabs v15.2, y verificación

del diseño. Segunda alternativa.

Ver Anexo 22. Verificación de nudo entre viga y columna. Segunda alternativa.

.30

.20

84

Diseño Etabs v15.2 y corte transversal de losa nervada.

Figura 41. Diseño Etabs v15.2 y corte transversal losa. Segunda alternativa.


Ver Anexo 23. Diseño definitivo de losas en el programa Etabs v15.2, y verificación

del diseño. Segunda alternativa.

.10.40

ACERO POSITIVO

.40

.35

BLOQUE DE 40x20x20MARCADO EN LOSA

MARCADOS EN LOSAPUENTES

.25

85

Material hormigón Safe v14.1.1.

Figura 42. Material hormigón Safe v14.1.1. Segunda alternativa.

Nota. Obtenido del programa Safe v14.1.1.

86

Diseño Safe v14.1.1 y planta losa de cimentación tipo.

Figura 43. Diseño Safe v14.1.1 y corte transversal losa de cimentación tipo. Segunda alternativa.

Nota. Obtenido del programa Safe v14.1.1 y corte elaborado por Caguano Patricio.

Ver Anexo 24. Diseño de cimentación en Safe v14.1.1 y verificación de diseño.

Segunda alternativa.

.20 .20.20 .20 .20

.45

.20 .20Replantillo F'c=180 Kg/cm²

LOSA DE CIMENTACIÓNVARILLAS MARCADAS EN

N + 0.45

.10

87

6.3. Elaboración de planos estructurales.

Se presenta pliegos precisos, claros y de fácil interpretación; elaborados con notas,

detalles de secciones, armado e información necesaria para la ejecución de la

edificación. Los mismos poseen descripciones y normas ecuatorianas actuales, con el

fin de permitir un correcto progreso de construcción.

Ver Anexo 25. Planos estructurales. Segunda alternativa.

6.4. Análisis económico y financiero.

6.4.1. Presupuesto de la estructura.

El presupuesto para la edificación en estudio, basada en el sistema de mampostería

estructural con precios de la Cámara de la Industria de la Construcción (CAMICON)

actuales es de $222104.70 (dos cientos veinte y dos mil ciento cuatro dólares

americanos con setenta centavos), el mismo que se estima en base al cálculo y

cuantificación de todos los elementos que forman parte de la construcción.

Ver Anexo 26. Presupuesto de la estructura. Segunda alternativa.

6.4.1.1. Estimación de volúmenes de obra.

La cuantificación de volúmenes se realizó para todos los elementos estructurales

mostrados en los correspondientes planos estructurales de la edificación propuesta.

Ver Anexo 27. Estimación de volúmenes de obra. Segunda alternativa.

6.4.1.2. Análisis de precios unitarios.

El análisis de precios unitarios para la alternativa de mampostería estructural es muy

similar al de la alternativa de hormigón armado donde se comparte similares rubros y

rubros propios por necesidad del sistema de mampostería estructural; el costo indirecto

es de 15% del costo directo para la ejecución del proyecto. (Camara de la Industria de

la Construcción, 2016)

Ver Anexo 28. Análisis de precios unitarios. Segunda alternativa.

88

6.4.2. Evaluación económica financiera.

La evaluación económica financiera equilibra, evalúa y coteja entre sí el costo

beneficio, con el fin de determinar si el proyecto es viable; para esto se analiza

anualmente los ingresos y egresos de la etapa de construcción de la edificación.

La edificación en estudio es una propiedad privada, con mira productiva, el

financiamiento será conferido entre constructor y propietario. Los flujos de entrada y

salida de la construcción son explícitos, con montos actualizados tomando en cuenta

el costo vigente del terreno, costo de edificación del proyecto, y las apreciaciones

municipales expresadas por el Distrito Metropolitano de Quito (DMQ). Buenas

Prácticas Ambientales (Secretaria Nacional de Planificación y Desarrollo, 2016)

Ver Anexo 29. Evaluación económica financiera. Segunda alternativa.

Tabla 38. Avalúo comercial de la edificación Caguano Torres. Segunda alternativa.


Descripción. Dólares $

Costo del terreno de acuerdo almunicipio

75450

Costo de la construcción 231846.13Avalúo municipal luego de laconstrucción (75% del costo actual deconstrucción)

173884.60

Plusvalía 17488.47Mejoras municipales 5% del avalúomunicipal

8694.23

Mejoras del terreno 2% del avalúomunicipal

3477.69

5% por cada año de calculo sobre elprimer avalúo

3772.50

Total sobre el que se calcula la Plusvalía 1544.05

10% sobre la Plusvalía 154.40

Plusvalía del Edificio Caguano Torres

89

Tabla 39. Beneficio de la edificación Caguano Torres. Segunda alternativa.


6.4.3. Evaluación de sensibilidad.

Para establecer la sensibilidad del proyecto a posibles variables externas, y ofrecer

jerarquía y recursos a cada una de ellas, se establece un proyecto a mediano plazo.

Donde la proporción de eficacia es de ±10% a ±25%, para así comprobar la

participación de inversión, en base al flujo de caja.

Tabla 40. Variación de la sensibilidad de la edificación Caguano Torres. Segunda

alternativa.


NºIncremento por

añoMonto

1 2016 231 846.13$

2 2017 232 000.53$

3 2018 232 154.94$

4 2019 232 309.34$

5 2020 232 463.75$

6 2021 232 618.15$

7 2022 232 772.56$

8 2023 232 926.96$

9 2024 233 081.37$

10 2025 233 235.77$

11 2026 233 390.18$

12 2027 233 544.58$

Beneficio valorado para 12 añosdel Edificio Caguano Torres

VAN TIR VAN TIR VAN TIR VAN TIR

Inversión 1 085 237.98 116.59 1 050 461.06 97.15 1 004 091.83 79.45 969 314.91 69.87

Beneficios 667 239.24 62.29 883 261.56 77.39 1 171 291.33 97.44 1 387 313.65 112.46

10% 25%Detalle

-25% -10%

90

Los valores positivos indican una rentabilidad de capital mayor al monto de la

inversión inicial con 10 a 25%.

Ver Anexo 30. Evaluación económica financiera. Segunda alternativa.

6.5. Evaluación de impacto ambiental.

La evaluación reconoce efectos ambientales efectivos y nocivos concebidos durante la

construcción de la edificación Caguano Torres, ponderando cada uno de los efectos de

manera metódica, con la intención de inducir a un recomendable manejo ambiental.

Para la etapa de construcción y para la etapa de culminación del proyecto se tomará en

cuenta factores mecánicos, bióticos y antrópicos dentro de la matriz de estimación de

impacto ambiental. Gestión Ambiental (Gobierno de Pichincha, 2016)

La edificación en estudio es para uso de oficinas, con espacios públicos y puntos

verdes; por consiguiente, la matriz de impacto ambiental toma parámetros en la

ubicación, construcción, finalidad y culminación del proyecto, donde resulta una

cuantía ambiental moderada baja de 2,20.

Ver Anexo 31. Evaluación de impacto ambiental. Segunda alternativa.

91

CAPÍTULO 7

7.1. Selección de la alternativa técnica y económicamente óptima.

Se escoge la primera alternativa (hormigón armado), por ajustarse óptimamente al

modelo arquitectónico original, permitiendo así un convincente diseño estructural del

mismo, afirmando un correcto desempeño de la estructura bajo solicitaciones propias

y bajo efectos sísmicos. Adicionalmente se cuenta con disponibilidad de materiales en

el sector y mano de obra calificada para su ejecución.

7.2. Especificaciones técnicas de los rubros.

Las especificaciones técnicas son instrumentos imprescindibles del proyecto, las

mismas son elaborados a base de normas y procedimientos necesarios para la correcta

realización de cada una de las actividades presentes en la ejecución del proyecto.

Ver Anexo 32. Especificaciones técnicas de la alternativa seleccionada.

7.3. Cronograma valorado.

El cronograma valorado es el documento, que permite supervisar las actividades y

tiempo de ejecución de las mismas, permitiendo asignar de manera apropiada los

recursos para cada actividad durante el avance del proyecto.

Ver Anexo 33. Cronograma de tiempo y valorado del proyecto de la alternativa

seleccionada.

92

CONCLUSIONES

La elección de la alternativa de hormigón armado es la única que permite

conservar el diseño y estética de los planos arquitectónicos de la edificación en

estudio.

El sistema de hormigón armado ofrece al modelo estructural un favorable

comportamiento, el hormigón contribuye con resistencia a la compresión y el

acero de refuerzo contribuye con resistencia a la tracción, consolidándose

como un solo material estructural.

La correcta disposición de elementos estructurales en la alternativa de

hormigón armado (vigas, columnas y diafragmas) dentro de la arquitectura de

la edificación, mitiga las derivas máximas y periodos de vibración generados

por los efectos sísmicos, las mismas que no exceden de 0.02 y del 30%

respectivamente, cumpliendo los valores obtenidos en las normas ecuatorianas

de la construcción (NEC 15), capitulo Peligro sísmico.

El correcto diseño de nudos entre columnas y vigas en la alternativa de

hormigón armado permite que la estructura trabaje monolíticamente y sea

estable, los valores no exceden la inversa de 6/5 presentada en el programa

Etabs v15.2, asegurando un óptimo comportamiento en los nudos.

El costo por metro cuadrado de construcción en la alternativa de hormigón

armado es de $ 182.36 (ciento ochenta y dos dólares con 36 centavos

americanos) el mismo que fue determinado mediante la relación del

presupuesto para el sumatorio total de áreas de construcción de la estructura.

El sistema de mampostería estructural según normas ecuatorianas de la

construcción (NEC 15) Capitulo 7. Mampostería estructural, limita su uso y

diseño a estructuras de 4 niveles como máximo, impidiendo su uso para

edificación de mayor altura y con presencia de subsuelos, razón por la cual fue

necesario modificar la arquitectura.

93

Las losas nervadas con vanos largos utilizadas en la alternativa de hormigón

armado favorecen en la presencia de torsión, el cual es aminorado con la

presencia de diafragmas ubicados estratégicamente.

La configuración estructural en planta y en elevación de la estructura, influye

en el periodo fundamental de la estructura, y por consiguiente en el cortante

basal.

La revisión de la relación acero / hormigón, permite saber si la estructura en

hormigón armado se encuentra en un margen económicamente aceptable; esta

relación para cimentación oscila entre 80-100 kg/m3, para columnas de 180-

200 kg/cm3, y para vigas y losas de 100-120 kg/m3; en el presente proyecto se

tiene 88.3 kg/m3 en cimentación, 204.9 kg/cm3 en columnas, 100.3 kg/m3

vigas y losas.

Para favorecer en la transferencia de esfuerzos se incluyó vigas y columnas en

la conformación de la mampostería estructural.

94

RECOMENDACIONES

La selección de sistemas constructivos para un proyecto de edificación debe

ser tomada en base a las características de cada sistema, sus ventajas y

desventajas frente a efectos sísmicos, adicionalmente se requiere de una

rigurosa evaluación de la arquitectura con el fin de contemplar posibles

problemas al realizar el modelo estructural y así garantizar el correcto uso de

recursos y tiempo.

Como factor de seguridad el diseño de escaleras y muros de sótano se debe

realizar por separado con el fin de que estos elementos no colaboren en la

disminución de las derivas de piso, ni los periodos de vibración del modelo

estructural.

El diseño debe ser realizado con conocimiento actualizado de las normas

vigentes regionales, puesto que estas consideran los efectos específicos de la

zona de ubicación del proyecto.

La implantación de diafragmas en la arquitectura, debe ser simétrico para que

garantice un correcto movimiento traslacional en los dos primeros modos de

vibración.

La utilización de inercias de agrietamiento en el modelo estructural

computacional permite asimilar las condiciones reales de los elementos

estructurales (columnas, vigas, losas, muros), frente a eventos sísmicos.

Las secciones de los elementos estructurales (columnas, vigas, losas y

diafragmas) en lo posible deben estar en correlación a los requerimientos

arquitectónicos impuestos.

95

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